(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチパネルと、
前記タッチパネルに取り付けられ、前記タッチパネルに対するタッチ位置で触感を伝達する定在波振動を前記タッチパネルに発生させる第１のアクチュエータと、
前記第１のアクチュエータよりも前記タッチパネルの中央側に取り付けられ、前記タッチパネルに静的予圧を与えて前記定在波振動の腹の位置を変化させる第２のアクチュエータと
を備えることを特徴とする触感伝達装置。
【請求項２】
前記第２のアクチュエータは、前記タッチパネルとの間に弾性部材を介挿して取り付けられる
ことを特徴とする請求項１に記載の触感伝達装置。
【請求項３】
前記第２のアクチュエータは、前記定在波振動の腹の位置が前記タッチ位置に近付くように前記タッチパネルに静的予圧を与える
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の触感伝達装置。
【請求項４】
タッチパネルと、
前記タッチパネルに取り付けられ、前記タッチパネルに対するタッチ位置で触感を伝達する定在波振動を前記タッチパネルに発生させる第１のアクチュエータと、
前記第１のアクチュエータよりも前記タッチパネルの中央側に取り付けられ、前記タッチパネルに静的予圧を与えて前記定在波振動の腹の位置を変化させる第２のアクチュエータと
前記タッチパネルに対するユーザによるタッチ操作の位置を検知する検知部と、
前記検知部により検知された前記タッチ操作の位置が前記定在波振動の腹の位置から所定距離内にあるか否かを判定する判定部と、
前記第１のアクチュエータを制御して前記定在波振動を前記タッチパネルに発生させるとともに、前記判定部により前記タッチ操作の位置が前記定在波振動の腹の位置から所定距離内にないと判定された場合に、前記第２のアクチュエータを制御して前記定在波振動の腹の位置を変化させる制御部と
を備えることを特徴とする端末装置。
【請求項５】
前記第２のアクチュエータは、前記タッチパネルのそれぞれ異なる位置に取り付けられた複数のアクチュエータを含み、
前記制御部は、前記判定部により前記タッチ操作の位置が前記定在波振動の腹の位置から所定距離内にないと判定された場合に、前記複数のアクチュエータのうち、前記定在波振動の腹の位置が前記タッチ操作の位置と最も近くなるように前記定在波振動の腹の位置を変化させるアクチュエータを制御する
ことを特徴とする請求項４に記載の端末装置。
【請求項６】
端末装置が、
タッチパネルに対するユーザによるタッチ操作の位置を検知し、
前記タッチ操作の位置が、前記タッチパネルに取り付けられる第１のアクチュエータにより前記タッチパネルに発生させられる、前記タッチパネルに対するタッチ位置で触感を伝達する定在波振動の腹の位置から所定距離内にあるか否かを判定し、
前記タッチ操作の位置が前記定在波振動の腹の位置から所定距離内にないと判定された場合に、前記第１のアクチュエータよりも前記タッチパネルの中央側に取り付けられ、前記タッチパネルに静的予圧を与える第２のアクチュエータを制御して前記定在波振動の腹の位置を変化させる
処理を実行することを特徴とする触感伝達方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、触感伝達装置、端末装置及び触感伝達方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、タッチパネルを備えた機器が普及してきている。そして、タッチパネルには、印加電圧により振動する圧電素子等のアクチュエータのスクイーズ効果を利用して、タッチパネルにタッチした際にユーザに触感を与える触感伝達装置を備えるものがある。スクイーズ効果は、例えば約３０ＫＨｚの超音波領域の定在波振動をタッチパネル上に発生させることで、タッチパネルをタッチしたユーザの指に触感を与える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−０１４３４１号公報
【特許文献２】特開２０１１−０４８６９８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、定在波振動には、節（ノード）及び腹（アンチノード）があるため、タッチパネルをタッチしたユーザの指のタッチ位置が定在波振動の節及び腹のいずれの近傍であるかによって、ユーザの触感が異なる場合がある。すなわち、上記技術では、タッチパネルのタッチ位置によって、ユーザの触感にバラつきが生じるという問題がある。
【０００５】
一つの側面としては、タッチパネルのタッチ位置によるユーザの触感のバラつきを低減する触感伝達装置、端末装置及び触感伝達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】
【０００６】
一つの案では、端末装置は、タッチパネルに対するユーザによるタッチ操作の位置を検知する。そして、端末装置は、タッチ操作の位置が、タッチパネルに取り付けられる第１のアクチュエータによりタッチパネルに発生させられる、タッチパネルに対するタッチ位置で触感を伝達する定在波振動の腹の位置から所定距離内にあるか否かを判定する。そして、端末装置は、タッチ操作の位置が定在波振動の腹の位置から所定距離内にないと判定された場合に、次の処理を行う。すなわち、端末装置は、第１のアクチュエータよりもタッチパネルの中央側に取り付けられ、タッチパネルに予圧を与える第２のアクチュエータを制御して定在波振動の腹の位置を変化させる。
【発明の効果】
【０００７】
一つの側面として、タッチパネルのタッチ位置によるユーザの触感のバラつきを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施例に係る端末装置の外観の一例を示す斜視図である。
【図２】図２は、実施例に係る端末装置におけるピエゾ素子の第１の配置例を示す図である。
【図３】図３は、実施例に係る端末装置の一例を示すブロック図である。
【図４】図４は、実施例に係る端末装置におけるピエゾ素子制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、実施例に係る端末装置におけるタッチパネルの基本振動の一例を示す図である。
【図６】図６は、実施例に係る端末装置におけるタッチパネルの第１の制御振動の一例を示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは、実施例に係る端末装置におけるタッチパネルの振動と指の位置関係の一例を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、実施例に係る端末装置におけるタッチパネルの振動と指の位置関係の一例を示す図である。
【図８】図８は、実施例に係る端末装置におけるタッチパネルの振動変位量の分布を示す図である。
【図９】図９は、実施例に係る端末装置におけるピエゾ素子の第２の配置例を示す図である。
【図１０】図１０は、実施例に係る端末装置におけるタッチパネルの第２の制御振動の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、実施例に係る端末装置におけるピエゾ素子の第３の配置例を示す図である。
【図１２】図１２は、実施例に係る端末装置におけるタッチパネルの第３の制御振動の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、実施例に係る端末装置におけるピエゾ素子の第４の配置例を示す図である。
【図１４】図１４は、実施例に係る端末装置におけるタッチパネルの第４の制御振動の一例を示す図である。
【図１５】図１５は、実施例に係る端末装置におけるタッチパネルの複数の振動を一覧して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に添付図面を参照して実施例に係る触感伝達装置、端末装置及び触感伝達方法について説明する。なお、以下の実施例の説明では、開示技術と関連する構成のみ説明し、その他の構成の説明を省略する。また、以下の実施例の説明では、重複する同一又は類似の構成もしくは処理について説明を省略する。また、以下の実施例は開示技術を限定するものではない。また、実施例及びその他の実施例は、矛盾しない範囲で適宜組み合わせてもよい。また、以下の実施例では、対象物に対して振動又は予圧を与えるアクチュエータを、印加電圧により振動することにより対象物を振動させるピエゾ素子（圧電素子）として説明する。しかし、開示技術は、対象物に対して振動又は予圧を与えるアクチュエータであればいずれであってもよい。
【実施例】
【００１０】
（実施例に係る端末装置の外観）
図１は、実施例に係る端末装置の外観の一例を示す斜視図である。図１に示すように、実施例に係る端末装置１００は、例えば、スレート状の筐体１の１つの主面にタッチパネル２を備えたスマートフォン等である。以下の実施例の説明では、図１に示すように、端末装置１００の１つの端辺に沿った軸をＸ軸とし、Ｘ軸と略垂直な端末装置１００の他の１つの端辺に沿った軸をＹ軸とするＸＹ座標系を用いる。また、図１に示すように、端末装置１００のタッチパネル２が取り付けられた主面において、タッチパネル２の領域のうち、タッチ操作が有効とされる領域をアクティブエリアＡと呼び、アクティブエリアＡ以外の領域を非アクティブエリアＮＡと呼ぶ。タッチパネル２のＹ軸方向の、０〜２０ｍｍ及び１２０〜１４０ｍｍの領域が非アクティブエリアＮＡであり、２０〜１２０ｍｍの領域がアクティブエリアＡである。
【００１１】
（実施形態に係る端末装置におけるピエゾ素子の第１の配置例）
図２は、実施例に係る端末装置におけるピエゾ素子の第１の配置例を示す図である。図２に示すように、端末装置１００は、ツルツルやザラザラといった擬似的触感を与えるスクイーズ効果の発生対象であるタッチパネル２を有す。また、端末装置１００は、タッチパネル２の２つの端辺のＸ軸方向に略沿ってタッチパネル２の裏面に取り付けられる長尺状の加振用ピエゾ素子Ｐ０及びＰ１３０を有する。また、端末装置１００は、加振用ピエゾ素子Ｐ０及びＰ１３０と略平行かつ加振用ピエゾ素子Ｐ０及びＰ１３０よりもタッチパネル２よりＹ軸方向の中心側に、Ｘ軸方向に沿ってタッチパネル２の裏面に取り付けられる長尺状の予圧用ピエゾ素子Ｐ１２１を有する。タッチパネル２の周囲には、タッチパネル２を端末装置１００に取り付けるための部材、例えば両面テープｔが取り付けられる。
【００１２】
加振用ピエゾ素子Ｐ０及びＰ１３０は、タッチパネル２の裏面に、例えば両面テープ等の取り付け部材により取り付けられる。加振用ピエゾ素子Ｐ１３０は、加振用ピエゾ素子Ｐ０がタッチパネル２に取り付けられるＹ座標を０とした場合に、例えば１３０ｍｍだけＹ座標方向に加振用ピエゾ素子Ｐ０から離れたタッチパネル２の位置に取り付けられる。加振用ピエゾ素子Ｐ０及びＰ１３０は、印加電圧によりタッチパネル２の法線方向、つまり面外方向に伸縮振動してタッチパネル２に予圧力を与えることによりタッチパネル２上に定在波振動を発生させる。
【００１３】
加振用ピエゾ素子Ｐ０及びＰ１３０の駆動周波数は、例えば３０ＫＨｚである。加振用ピエゾ素子Ｐ０及びＰ１３０がタッチパネル２上に発生させる定在波振動は、タッチパネル２をタッチしたユーザの指に所定の触感を与える振動である。加振用ピエゾ素子Ｐ０及びＰ１３０がタッチパネル２上に発生させる定在波振動を基本振動と呼ぶ。
【００１４】
また、予圧用ピエゾ素子Ｐ１２１は、タッチパネル２の裏面に、例えば両面テープ等の取り付け部材により、タッチパネル２との間に弾性体Ｅ１２１が介挿されて取り付けられる。予圧用ピエゾ素子Ｐ１２１は、加振用ピエゾ素子Ｐ０がタッチパネル２に取り付けられるＹ座標を０とした場合に、例えば１２１ｍｍだけＹ座標方向に加振用ピエゾ素子Ｐ０から離れたタッチパネル２の位置に取り付けられる。また、予圧用ピエゾ素子Ｐ１２１は、Ｙ軸方向において基本振動の節でない位置に配置される。予圧用ピエゾ素子Ｐ１２１は、印加電圧によりタッチパネル２に一定の予圧、または予圧を与える振動を発生させ、加振用ピエゾ素子Ｐ０及びＰ１３０により発生された基本振動の振動モードを変化させる。振動モードは、基本振動の節（ノード）及び腹（アンチノード）の位置を少なくとも含む。予圧用ピエゾ素子Ｐ１２１がタッチパネル２に予圧を与える振動を予圧振動と呼ぶ。また、予圧および予圧振動により基本振動の振動モードが変化させられた振動を、制御振動と呼ぶ。
【００１５】
予圧用ピエゾ素子Ｐ１２１を振動させる場合の駆動周波数は、例えば３０ＫＨｚである。予圧用ピエゾ素子Ｐ１２１は、タッチパネル２と直接接触する弾性体Ｅ１２１の下部に、弾性体Ｅ１２１に対して予圧を与えるように取り付けられる。このため、例えば、予圧用ピエゾ素子Ｐ１２１は、加振用ピエゾ素子Ｐ０及びＰ１３０と同一素材かつ同一駆動周波数であっても、タッチパネル２に与える予圧振動の振幅が、加振用ピエゾ素子Ｐ０及びＰ１３０の伸縮振動の振幅と異なる。
【００１６】
（実施例に係る端末装置のブロック）
図３は、実施例に係る端末装置の一例を示すブロック図である。図３に示すように、端末装置１００は、プロセッサ１０１、無線部１０２、オーディオ入出力部１０３、記憶部１０４、タッチパネル制御部１０５、表示部１０６、加振用アクチュエータ制御部１０７、予圧用アクチュエータ制御部１０８を有する。
【００１７】
プロセッサ１０１は、端末装置１００の各部を含む全体の制御を行うとともに、端末装置１００が行う通信処理や、実施例に係るピエゾ素子制御処理を含む各種処理を行う、例えばＳｏＣ（System  on  Chip）等の集積回路である。例えば、プロセッサ１０１は、基本振動の腹の位置とタッチパネル２への指のタッチ位置とがＸＹ座標系のＹ座標方向で所定の距離、例えば２ｍｍの距離内にあるか否かを判定する。また、プロセッサ１０１は、タッチパネル２への指のタッチ位置に腹が位置する制御振動を選択する。また、プロセッサ１０１は、予圧用ピエゾ素子Ｐ１２１を制御してタッチパネル２上の基本振動の振動モードを変化させた制御振動を発生させる。無線部１０２は、プロセッサ１０１からのベースバンド信号を無線信号へ変調し、アンテナ１０２ａを介して無線信号を送信する。また、無線部１０２は、アンテナ１０２ａを介して受信した無線信号を復調してベースバンド信号を生成し、プロセッサ１０１へ出力する。
【００１８】
オーディオ入出力部１０３は、プロセッサ１０１からの音声信号をデコードし、スピーカ１０３ａから音声を出力する。また、オーディオ入出力部１０３は、マイク１０３ｂから入力された音声をエンコードした音声信号をプロセッサ１０１へ出力する。記憶部１０４は、プロセッサ１０１が処理を行うためのプログラムやデータを記憶するＲＯＭ（Read  Only  Memory）１０４ａ、プロセッサ１０１が処理を行う際の一時記憶領域であるＲＡＭ（Random  Access  Memory）１０４ｂを含む。
【００１９】
ＲＯＭ１０４ａは、加振用ピエゾ素子Ｐ０及びＰ１３０がタッチパネル２上に発生させる基本振動のタッチパネル２における腹の位置情報を記憶する。また、ＲＯＭ１０４ａは、制御振動の腹の位置情報を記憶する。腹の位置情報は、例えばＸＹ座標系における座標情報である。基本振動及び制御振動の腹の位置情報は、ＲＯＭ１０４ａに限らず、その他の外部記憶装置に記憶されてもよい。
【００２０】
タッチパネル制御部１０５は、タッチパネル２におけるタッチを検出し、タッチ位置を特定する座標情報をプロセッサ１０１へ出力する。表示部１０６は、タッチパネル２よりも端末装置１００の内方に配置されるディスプレイ装置等であり、タッチパネル２を透過して表示情報をユーザに視認させる。
【００２１】
加振用アクチュエータ制御部１０７は、加振用ピエゾ素子Ｐ０及びＰ１３０を制御する。加振用アクチュエータ制御部１０７は、プロセッサ１０１の電圧印加の開始指示に応じて、例えば３０ＫＨｚの周波数で駆動するように加振用ピエゾ素子Ｐ０、Ｐ１３０に所定電圧を印可する。また、加振用アクチュエータ制御部１０７は、プロセッサ１０１の電圧印加の終了指示に応じて、加振用ピエゾ素子Ｐ０、Ｐ１３０への電圧印可を終了する。
【００２２】
予圧用アクチュエータ制御部１０８は、予圧用ピエゾ素子Ｐ１２１を制御する。予圧用アクチュエータ制御部１０８は、プロセッサ１０１の電圧印加の開始指示に応じて、例えば一定の予圧、または３０ＫＨｚの周波数で駆動するように予圧用ピエゾ素子Ｐ１２１に所定電圧を印可する。また、予圧用アクチュエータ制御部１０８は、プロセッサ１０１の電圧印加の終了指示に応じて、予圧用ピエゾ素子Ｐ１２１への電圧印可を終了する。
【００２３】
（実施例に係るピエゾ素子制御処理）
図４は、実施例に係る端末装置におけるピエゾ素子制御処理の一例を示すフローチャートである。先ず、端末装置１００は、表示部１０６に、タッチ操作による入力画面を表示する（ステップＳ１１）。次に、端末装置１００は、ＲＯＭ１０４ａから、定在波振動の腹の位置情報を読み込む（ステップＳ１２）。次に、端末装置１００は、加振用ピエゾ素子Ｐ０及びＰ１３０を制御してタッチパネル２上に基本振動を発生させる（ステップＳ１３）。
【００２４】
次に、端末装置１００は、タッチパネル２に対してタッチ操作が行われたことに応じて、ユーザの指のタッチ位置を検出する（ステップＳ１４）。次に、端末装置１００は、ステップＳ１４で検出したユーザの指のタッチ位置の座標情報を保存する（ステップＳ１５）。次に、端末装置１００は、基本振動の腹の位置とステップＳ１５で保存した指のタッチ位置とがＸＹ座標系のＹ座標方向で所定の距離、例えば２ｍｍの距離内にあるか否かを判定する（ステップＳ１６）。端末装置１００は、基本振動の腹の位置と指のタッチ位置とがＸＹ座標系のＹ座標方向で所定の距離内にある場合に（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、ステップＳ１７へ処理を移す。一方、端末装置１００は、基本振動の腹の位置と指のタッチ位置とがＸＹ座標系のＹ座標方向で所定の距離内にない場合に（ステップＳ１６：Ｎｏ）、ステップＳ１９へ処理を移す。
【００２５】
端末装置１００は、ステップＳ１５で保存した指のタッチ位置に応じた、ステップＳ１１で表示した入力表示画面の入力箇所へのタッチ入力に従い所定の処理を行う（ステップＳ１７）。端末装置１００は、の所定の処理を実行後、ステップＳ１１で表示した入力画面への入力完了であるか否かを判定する（ステップＳ１８）。端末装置１００は、ステップＳ１１で表示した入力画面への入力完了である場合に（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）、ピエゾ素子制御処理を終了し、ステップＳ１１で表示した入力画面への入力完了でない場合に（ステップＳ１８：Ｎｏ）、ステップＳ１１へ処理を移す。
【００２６】
一方、端末装置１００は、ステップＳ１５で保存した指のタッチ位置に腹が位置する制御振動を選択する（ステップＳ１９）。次に、端末装置１００は、予圧用ピエゾ素子Ｐ１２１を制御してタッチパネル２上の基本振動の振動モードを変化させた制御振動を発生させる（ステップＳ２０）。そして、端末装置１００は、ステップＳ２０の処理を終了すると、ステップＳ１７へ処理を移す。
【００２７】
（実施例に係る基本振動）
図５は、実施例に係る端末装置におけるタッチパネルの基本振動の一例を示す図である。基本振動は、予圧用ピエゾ素子１２１を駆動させず、加振用ピエゾ素子Ｐ０及びＰ１３０のみの駆動によりタッチパネル２に発生させる定在波振動である。図５は、定在波振動のある時点での最大振幅状態を示す。図５に示すように、基本振動の振動パターンは、タッチパネル２のＹ軸方向に１４次の波形となる。また、基本振動は、その波長をλとすると、λ／２が約１０ｍｍである。
【００２８】
（実施例に係るタッチパネルの第１の制御振動）
図６は、実施例に係る端末装置におけるタッチパネルの第１の制御振動の一例を示す図である。第１の制御振動は、加振用ピエゾ素子Ｐ０及びＰ１３０、予圧用ピエゾ素子Ｐ１２１をタッチパネル２に設けた場合の定在波振動である。図６に示すように、第１の制御振動の振動パターンは、タッチパネル２のＹ軸方向の１６次振動となる。また、第１の制御振動は、その波長をλとすると、λ／２が約９ｍｍである。このように、第１の制御振動は、隣接する節間の長さが、基本振動の隣接する節間の長さと異なるので、基本振動とは異なる位置に腹が出現する。
【００２９】
（実施例に係るタッチパネルの振動と指の位置関係）
図７Ａおよび図７Ｂは、実施例に係る端末装置におけるタッチパネルの振動と指の位置関係の一例を示す図である。定在波振動の１波長λは、例えばＹ軸方向の長さが約１４０ｍｍのタッチパネル２を用いて例えば１３次振動を利用する場合に、約２１．５ｍｍとなる。ここで、タッチパネル２をタッチする人間の指の平均的なタッチ幅は約７ｍｍであるから、タッチする指が１波長中のどの位置に触れるか、すなわち節近傍に触れるか腹近傍に触れるかによって、指が感じる触感の大きさが変わってしまう。つまり、タッチする指が、定在波振動の節の近傍に触れるよりも定在波振動の腹の近傍に触れる方が、より大きな触感を感じることになる。
【００３０】
すなわち、図７Ａに示すように、タッチパネル２において、Ｙ軸方向に約６０ｍｍの定常波振動の節の位置とＹ軸方向に約６５ｍｍの定常波振動の腹の位置との間のＹ軸方向に約６２ｍｍの位置を指ｆでタッチした場合を考える。すると、指ｆでタッチした部分は、定常波振動の振幅が最大となる腹の部分ではないため、得られる触感は相対的に小さくなる。一方、図７Ｂに示すように、タッチパネル２において、Ｙ軸方向に約６５ｍｍの定常波振動の腹の位置を指ｆでタッチすると、定常波振動の振幅が最大となる部分であるため、得られる触感は最大となる。なお、定在波振動が１４次の場合も、定在波振動の１波長λが長くなる点が異なるのみで、その他は同様である。
【００３１】
つまり、基本振動の節の位置でタッチパネル２にタッチした指に十分な感触を与えることができなくても、第１の制御振動により振動モードを変化させ、タッチした指に第１の制御振動の腹の位置を近付けることで、十分な感触を与えることができる。そして、タッチした指に第１の制御振動の腹の位置を近付けることにより、タッチ位置に関わらず、概ね均一な感触を指に与え、タッチパネルのタッチ位置によるユーザの触感のバラつきを低減できる。
【００３２】
（実施例に係る端末装置におけるタッチパネルの振動変位量の分布）
図８は、実施例に係る端末装置におけるタッチパネルの振動変位量の分布を示す図である。図８は、定在波振動が１４次振動である場合を示す。図８の（ａ）は、ＸＹ平面図におけるタッチパネル２の定在波振動の振動変位量の分布を示す。また、図８の（ｂ）は、ＸＹ平面の側面から見たタッチパネル２の定在波振動の振動変位量の分布を示す。図８の（ａ）及び（ｂ）に示すように、１４次の定在波振動は、Ｙ軸方向に１４の振動変位量のピークが現れる。つまり、図８の（ｂ）から分かるように、１４次の定在波振動は、Ｙ軸方向に、７つの山及び７つの谷が現れる。各振動変位量のピークは、定在波振動の所定の腹が山となったときを示す。図８の（ａ）に示すように、各振動変位量のピークを取り囲むように各ピークからタッチパネル２の周辺部へ離れるに従って段階的に振動変位量が小さくなっている。すなわち、図８の（ａ）に示すタッチパネル２の振動変位量の分布状態において、各ピークの近傍を指でタッチすると、十分な触感を得ることができるが、各ピークの近傍から離れるに従って、十分な触感を得ることができなくなる。よって、タッチパネル２にタッチした指が基本振動の節に位置する場合に、第１の制御振動により振動モードを変化させ、タッチした指の位置に第１の制御振動の腹の位置を近付けることで、十分な感触を与えることができることが分かる。
【００３３】
（実施形態に係る端末装置におけるピエゾ素子の第２の配置例）
図９は、実施例に係る端末装置におけるピエゾ素子の第２の配置例を示す図である。ピエゾ素子の第２の配置例の説明は、ピエゾ素子の第１の配置例と異なる部分についてのみ説明する。図９に示すように、端末装置１００は、図２に示す予圧用ピエゾ素子Ｐ１２１に代えて、予圧用ピエゾ素子Ｐ１２６を有する。予圧用ピエゾ素子Ｐ１２６は、加振用ピエゾ素子Ｐ０及びＰ１３０と略平行かつ加振用ピエゾ素子Ｐ０及びＰ１３０よりもタッチパネル２よりＹ軸方向の中心側に、Ｘ軸方向に沿ってタッチパネル２の裏面に取り付けられる長尺状の素子である。
【００３４】
予圧用ピエゾ素子Ｐ１２６は、タッチパネル２の裏面に、例えば両面テープ等の取り付け部材により、タッチパネル２との間に弾性体Ｅ１２６が介挿されて取り付けられる。予圧用ピエゾ素子Ｐ１２６は、加振用ピエゾ素子Ｐ０がタッチパネル２に取り付けられるＹ座標を０とした場合に、例えば１２６ｍｍだけＹ座標方向に加振用ピエゾ素子Ｐ０から離れたタッチパネル２の位置に取り付けられる。また、予圧用ピエゾ素子Ｐ１２６は、Ｙ軸方向において基本振動の節でない位置に配置される。予圧用ピエゾ素子Ｐ１２６は、印加電圧によりタッチパネル２に一定の予圧、または予圧を与える振動を発生させ、加振用ピエゾ素子Ｐ０及びＰ１３０により発生された基本振動の振動モードを変化させる。
【００３５】
予圧用ピエゾ素子Ｐ１２６を振動させる場合の駆動周波数は、例えば３０ＫＨｚである。予圧用ピエゾ素子Ｐ１２６は、タッチパネル２と直接接触する弾性体Ｅ１２６の下部に、弾性体Ｅ１２６に対して予圧を与えるように取り付けられる。このため、例えば、予圧用ピエゾ素子Ｐ１２６は、加振用ピエゾ素子Ｐ０及びＰ１３０と同一素材かつ同一駆動周波数であっても、タッチパネル２に与える予圧振動の振幅が、加振用ピエゾ素子Ｐ０及びＰ１３０の伸縮振動の振幅と異なる。なお、予圧用ピエゾ素子Ｐ１２１を用いたピエゾ素子制御処理は、予圧用ピエゾ素子Ｐ１２６を用いたピエゾ素子制御処理と同様である。
【００３６】
（実施例に係るタッチパネルの第２の制御振動）
図１０は、実施例に係る端末装置におけるタッチパネルの第２の制御振動の一例を示す図である。第２の制御振動は、加振用ピエゾ素子Ｐ０及びＰ１３０、予圧用ピエゾ素子Ｐ１２６をタッチパネル２に設けた場合の定在波振動である。図１０に示すように、第２の制御振動の振動パターンは、タッチパネル２のＹ軸方向の１５次振動となる。また、第２の制御振動は、その波長をλとすると、λ／２が約９．４ｍｍである。このように、第２の制御振動は、隣接する節間の長さが、基本振動の隣接する節間の長さと異なるので、基本振動とは異なる位置に腹が出現する。
【００３７】
（実施形態に係る端末装置におけるピエゾ素子の第３の配置例）
図１１は、実施例に係る端末装置におけるピエゾ素子の第３の配置例を示す図である。
ピエゾ素子の第３の配置例の説明は、ピエゾ素子の第１の配置例と異なる部分についてのみ説明する。図１１に示すように、端末装置１００は、図２に示す予圧用ピエゾ素子１２１に代えて、予圧用ピエゾ素子Ｐ４を有する。予圧用ピエゾ素子Ｐ４は、加振用ピエゾ素子Ｐ０及びＰ１３０と略平行かつ加振用ピエゾ素子Ｐ０及びＰ１３０よりもタッチパネル２のよりＹ軸方向の中心側に、Ｘ軸方向に沿ってタッチパネル２の裏面に取り付けられる長尺状の素子である。
【００３８】
予圧用ピエゾ素子Ｐ４は、タッチパネル２の裏面に、例えば両面テープ等の取り付け部材により、タッチパネル２との間に弾性体Ｅ４が介挿されて取り付けられる。予圧用ピエゾ素子Ｐ４は、加振用ピエゾ素子Ｐ０がタッチパネル２に取り付けられるＹ座標を０とした場合に、例えば４ｍｍだけＹ座標方向に加振用ピエゾ素子Ｐ０から離れたタッチパネル２の位置に取り付けられる。また、予圧用ピエゾ素子Ｐ４は、Ｙ軸方向において基本振動の節でない位置に配置される。予圧用ピエゾ素子Ｐ４は、印加電圧によりタッチパネル２に一定の予圧、または予圧を与える振動を発生させ、加振用ピエゾ素子Ｐ０及びＰ１３０により発生された基本振動の振動モードを変化させる。なお、予圧用ピエゾ素子Ｐ１２１を用いたピエゾ素子制御処理は、予圧用ピエゾ素子Ｐ１２６を用いたピエゾ素子制御処理と同様である。
【００３９】
（実施例に係るタッチパネルの第３の制御振動）
図１２は、実施例に係る端末装置におけるタッチパネルの第３の制御振動の一例を示す図である。第３の制御振動は、加振用ピエゾ素子Ｐ０及びＰ１３０、予圧用ピエゾ素子Ｐ４をタッチパネル２に設けた場合の定在波振動である。図１２に示すように、第３の制御振動の振動パターンは、タッチパネル２のＹ軸方向の１５次振動となる。また、第３の制御振動は、その波長をλとすると、λ／２が約９．４ｍｍである。このように、第３の制御振動は、隣接する節間の長さが、基本振動の隣接する節間の長さと異なるので、基本振動とは異なる位置に腹が出現する。
【００４０】
（実施形態に係る端末装置におけるピエゾ素子の第４の配置例）
図１３は、実施例に係る端末装置におけるピエゾ素子の第４の配置例を示す図である。
ピエゾ素子の第４の配置例の説明は、ピエゾ素子の第１の配置例と異なる部分についてのみ説明する。図１３に示すように、端末装置１００は、図２に示す予圧用ピエゾ素子Ｐ１２１に代えて、予圧用ピエゾ素子Ｐ９を有する。予圧用ピエゾ素子Ｐ９は、加振用ピエゾ素子Ｐ０及びＰ１３０と略平行かつ加振用ピエゾ素子Ｐ０及びＰ１３０よりもタッチパネル２よりＹ軸方向の中心側に、Ｘ軸方向に沿ってタッチパネル２の裏面に取り付けられる長尺状の素子である。
【００４１】
予圧用ピエゾ素子Ｐ９は、タッチパネル２の裏面に、例えば両面テープ等の取り付け部材により、タッチパネル２との間に弾性体Ｅ９が介挿されて取り付けられる。予圧用ピエゾ素子Ｐ９は、加振用ピエゾ素子Ｐ０がタッチパネル２に取り付けられるＹ座標を０とした場合に、例えば９ｍｍだけＹ座標方向に加振用ピエゾ素子Ｐ０から離れたタッチパネル２の位置に取り付けられる。また、予圧用ピエゾ素子Ｐ９は、Ｙ軸方向において基本振動の節でない位置に配置される。予圧用ピエゾ素子Ｐ９は、印加電圧によりタッチパネル２に一定の予圧、または予圧を与える振動を発生させ、加振用ピエゾ素子Ｐ０及びＰ１３０により発生された基本振動の振動モードを変化させる。なお、予圧用ピエゾ素子Ｐ９を用いたピエゾ素子制御処理は、予圧用ピエゾ素子Ｐ１２６を用いたピエゾ素子制御処理と同様である。
【００４２】
（実施例に係るタッチパネルの第４の制御振動）
図１４は、実施例に係る端末装置におけるタッチパネルの第４の制御振動の一例を示す図である。第４の制御振動は、加振用ピエゾ素子Ｐ０及びＰ１３０、予圧用ピエゾ素子Ｐ９をタッチパネル２に設けた場合の定在波振動である。図１４に示すように、第４の制御振動の振動パターンは、タッチパネル２のＹ軸方向の１６次振動となる。また、第４の制御振動は、その波長をλとすると、λ／２が約９ｍｍである。このように、第４の制御振動は、隣接する節間の長さが、基本振動の隣接する節間の長さと異なるので、基本振動とは異なる位置に腹が出現する。
【００４３】
（実施例に係る端末装置におけるタッチパネルの複数の制御振動）
図１５は、実施例に係る端末装置におけるタッチパネルの複数の制御振動を一覧して示す図である。すなわち、図１５は、図５、図６、図１０、図１２、図１４に示した各制御振動を一覧した図である。ここで、タッチパネル２は、予圧用ピエゾ素子Ｐ１２１、Ｐ１２６、Ｐ４、Ｐ９のなかから適宜選択して組合せた複数の予圧用ピエゾ素子が設けられてもよい。すなわち、端末装置１００は、図４に示すピエゾ素子制御処理において、ステップＳ１９に代えて、複数の予圧用ピエゾ素子の内、指のタッチ位置に腹が最も近くなる制御振動を選択する（ステップＳ１９ａ）。そして、端末装置１００は、図４に示すピエゾ素子制御処理において、ステップＳ２０に代えて、ステップＳ１９ａで選択した制御振動を発生させる予圧用ピエゾ素子を制御してタッチパネル２上に制御振動を発生させる（ステップＳ２０ａ）としてもよい。
【００４４】
上記実施例は、予圧用ピエゾ素子を指のタッチ位置に応じて静的、または動的に駆動する。例えば、実施例によれば、基本振動するタッチパネル２に対する指のタッチ位置が基本振動の節の近傍に位置する場合に、予圧用ピエゾ素子を駆動することにより、タッチパネル２の支持条件が変化する。その結果、実施例は、タッチパネル２の振動モードを変えることができる。つまり、加振用ピエゾ素子Ｐ０及びＰ１３０の駆動周波数は約３０ＫＨｚのままで不変としつつ、タッチパネル２の支持境界条件を変えるだけで、タッチパネル２の振動モードの変更を実現できる。すなわち、実施例によれば、タッチパネル２に発生した定在波振動の節の位置の近傍をタッチしても、予圧用ピエゾ素子によりタッチパネル２を予圧すことで、タッチパネル２の振動モードを変え、タッチした位置の振幅を変えることができる。よって、ユーザは、タッチパネル２のいずれの位置をタッチしても、略最大の触感を得ることができる。
【００４５】
上記実施例では、予圧用ピエゾ素子Ｐ１２１、Ｐ１２６、Ｐ４、Ｐ９は、タッチパネル２と直接接触する弾性体Ｅ１２１、Ｅ１２６、Ｅ４、Ｅ９の下部に、弾性体Ｅ１２１、Ｅ１２６、Ｅ４、Ｅ９に対して予圧を与えるように取り付けられるとした。よって、弾性体の弾性係数等の物性を適宜定めることにより、タッチパネル２に予圧を与える予圧ピエゾ素子の面外方向の伸縮量を調整できるため、タッチパネル２の定在波振動の振動モードを柔軟に変更できる。すなわち、ユーザによるタッチパネル２のタッチ位置の振幅量を柔軟に制御できる。
【００４６】
［その他の実施例］
（１）予圧用ピエゾ素子の取り付けについて
上記実施例では、予圧用ピエゾ素子は、タッチパネルと直接接触する弾性体の下部に、弾性体に対して予圧を与えるように取り付けられるとした。しかし、開示技術は、弾性体を省き、予圧用ピエゾ素子がタッチパネルに直接取り付けられるとしてもよい。
【００４７】
（２）予圧用ピエゾ素子の駆動周波数について
上記実施例では、加振用ピエゾ素子及び予圧用ピエゾ素子の駆動周波数は、同一の周波数、例えば３０ＫＨｚであるとした。しかし、開示技術は、これに限らず、定在波振動を発生させるタッチパネルが高硬度もしくは高密度のガラスパネル等である場合等に、予圧用ピエゾ素子を、加振用ピエゾ素子よりも高い周波数、例えば１００ＫＨｚ等の高周波数で振動させるとしてもよい。予圧用ピエゾ素子を、加振用ピエゾ素子よりも高い周波数で駆動させることにより、適切な振動モードを得ることができる。
【００４８】
（３）予圧用ピエゾ素子の配置位置について
上記実施例で示した予圧用ピエゾ素子Ｐ１２１、Ｐ１２６、Ｐ４、Ｐ９は、予圧用ピエゾ素子の配置位置の一例を示すに過ぎない。つまり、予圧用ピエゾ素子の配置位置及びその数は、所望の制御振動を得るために適宜設計変更可能である。
【００４９】
（４）加振用ピエゾ素子の配置について
上記実施例で示した加振用ピエゾ素子Ｐ０及びＰ１３０は、加振用ピエゾ素子の配置位置の一例を示すに過ぎない。つまり、加振用ピエゾ素子の配置位置及びその数は、所望の基本振動を得るために適宜設計変更可能である。
【００５０】
以上の実施例において図示した各装置の各構成要素は、必ずしも物理的に図示のように構成されていることを要しない。すなわち、各部の分散及び／又は統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。
【００５１】
また、各装置で行われる各種処理機能は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）上で、その全部又は任意の一部を実行するようにしてもよい。または、各装置で行われる各種処理機能は、ＭＰＵ、ＭＣＵ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等のマイクロコンピュータ上で、その全部又は任意の一部を実行するようにしてもよい。ここで、ＭＰＵはMicro  Processing  Unitであり、ＭＣＵはMicro  Controller  Unitであり、ＡＳＩＣはApplication  Specific  Integrated  Circuitであり、ＦＰＧＡはField-Programmable  Gate  Arrayである。また、各種処理機能は、ＣＰＵ（またはＭＰＵ、ＭＣＵ等のマイクロコンピュータ）で解析実行するプログラム上、またはワイヤードロジックによるハードウェア上で、その全部又は任意の一部を実行するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１  筐体
２  タッチパネル
１００  端末装置
１０１  プロセッサ
１０２  無線部
１０２ａ  アンテナ
１０３  オーディオ入出力部
１０３ａ  スピーカ
１０３ｂ  マイク
１０４  記憶部
１０４ａ  ＲＯＭ
１０４ｂ  ＲＡＭ
１０５  タッチパネル制御部
１０６  表示部
１０７  加振用アクチュエータ制御部
１０８  予圧用アクチュエータ制御部
Ｐ１２１、Ｐ１２６、Ｐ４、Ｐ９  予圧用ピエゾ素子
Ｅ１２１、Ｅ１２６、Ｅ４、Ｅ９  弾性体
Ｐ０、Ｐ１３０  加振用ピエゾ素子
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
0006597140.tif 000009
【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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