(57)【要約】  良好な操作感を提供できる車載用の入力装置を提供することを課題とする。  入力装置は、車両に搭載される入力装置であって、前記車両に搭載される制御部に接続され、操作入力に応じた信号を前記制御部に出力するタッチパネルと、前記タッチパネルに操作入力を行う操作面に振動を発生させる振動素子と、前記操作面に超音波帯の固有振動を発生させる駆動信号で前記振動素子を駆動する駆動制御部とを含む。
2015121964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される入力装置であって、
前記車両に搭載される制御部に接続され、操作入力に応じた信号を前記制御部に出力するタッチパネルと、
前記タッチパネルに操作入力を行う操作面に振動を発生させる振動素子と、
前記操作面に超音波帯の固有振動を発生させる駆動信号で前記振動素子を駆動する駆動制御部と
を含む、入力装置。
【請求項２】
前記駆動制御部は、前記操作面への操作入力の位置及び当該位置の時間的変化度合に応じて、前記固有振動の強度が変化するように前記振動素子を駆動する、請求項１記載の入力装置。
【請求項３】
前記操作面で前記制御部への操作入力を行う操作領域を表す印刷部、前記操作領域を表す凹凸部、又は、光照射によって前記操作領域を表示する表示部が前記操作面に形成される、請求項１又は２記載の入力装置。
【請求項４】
前記タッチパネルの表面を覆うトップパネルをさらに含み、
前記操作面は、前記トップパネルの表面であり、
前記トップパネルには、前記操作面で前記制御部への操作入力を行う操作領域を表す印刷部、前記操作領域を表す凹凸部、又は、光照射によって前記操作領域を表示する表示部が形成される、請求項１又は２記載の入力装置。
【請求項５】
前記タッチパネルの裏面側に配設されるディスプレイパネルをさらに含む、請求項１又は２記載の入力装置。
【請求項６】
前記ディスプレイパネルは、前記操作面で前記制御部への操作入力を行う操作領域を表すＧＵＩ操作部を表示する、請求項５記載の入力装置。
【請求項７】
前記駆動制御部は、前記操作領域の内部で操作入力が行われると、前記超音波帯の固有振動を可聴帯域の所定パターンの振動で変調した変調振動を発生させる駆動信号で前記振動素子を駆動する、請求項３、４、又は６のいずれか一項記載の入力装置。
【請求項８】
前記駆動制御部は、前記操作領域の内部での操作入力が前記制御部への設定度合の増大又は減少を表す場合に、前記固有振動の強度が増大又は減少するように前記振動素子を駆動する、請求項３、４、６、又は７のいずれか一項記載の入力装置。
【請求項９】
前記駆動制御部は、前記操作領域の内部での操作入力が前記制御部への設定度合の増大又は減少を表す場合に、前記所定パターンの振動の周波数が増大又は減少するように前記振動素子を駆動する、請求項７記載の入力装置。
【請求項１０】
前記駆動制御部は、前記操作領域における操作入力の操作量が単位操作量に到達すると、前記固有振動の強度が変化するように前記振動素子を駆動する、請求項３、４、６、又は７のいずれか一項記載の入力装置。
【請求項１１】
前記駆動制御部は、前記操作入力の位置が、前記操作領域の境界を跨いで移動するときに、又は、前記操作領域を操作しながら移動するときに、前記固有振動の強度を変化させる、請求項３、４、６、又は７のいずれか一項記載の駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、表示手段と、使用者の操作部位の前記表示手段への接触状態を検出する接触検出手段と、前記表示手段に接触している前記操作部位に対し、所定の触感を与える触感振動を発生させる触感振動発生手段とを備える触感呈示装置がある（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
この触感呈示装置は、さらに、前記接触検出手段による検出結果に基づいて、前記触感振動を発生させるための波形データを生成する振動波形データ生成手段を備える。また、この触感呈示装置は、さらに、前記振動波形データ生成手段により生成された前記波形データに対し超音波を搬送波として変調処理を行い、該変調処理により生成された超音波変調信号を、前記触感振動を発生させるための信号として前記触感振動発生手段に出力する超音波変調手段とを備える。【０００４】
また、前記超音波変調手段は、周波数変調又は位相変調のどちらか一方を行う。また、前記超音波変調手段は、更に振幅変調を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２３１６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来の触感呈示装置の超音波の周波数は、可聴帯域より高い周波数（およそ２０ｋＨｚ以上）であればよく、超音波の周波数自体に特に工夫はなされていないため、良好な触感を提供できないおそれがある。【０００７】
また、近年、例えば、車両のナビゲーション装置、オーディオコントローラ、空調コントローラ、パワーウィンドウコントローラ、ミラーコントローラ等の入力インターフェース（入力装置）の操作部はフラット化している。【０００８】
このような車載用の入力装置は、例えば、利用者が車両を運転しているときに操作される場合があるため、触感で操作内容を知覚できると利便性が高くなる。【０００９】
そこで、良好な操作感を提供できる車載用の入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】
【００１０】
本発明の実施の形態の入力装置は、車両に搭載される入力装置であって、前記車両に搭載される制御部に接続され、操作入力に応じた信号を前記制御部に出力するタッチパネルと、前記タッチパネルに操作入力を行う操作面に振動を発生させる振動素子と、前記操作面に超音波帯の固有振動を発生させる駆動信号で前記振動素子を駆動する駆動制御部とを含む。
【発明の効果】
【００１１】
良好な操作感を提供できる車載用の入力装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態の入力装置１００を示す平面図である。
【図２】図１に示す入力装置１００のＡ−Ａ矢視断面を示す図である。
【図３】超音波帯の固有振動によってトップパネル１２０に生じる定在波のうち、トップパネル１２０の短辺に平行に形成される波頭を示す図である。
【図４】入力装置１００のトップパネル１２０に生じさせる超音波帯の固有振動により、操作入力を行う指先に掛かる動摩擦力が変化する様子を説明する図である。
【図５】実施の形態の入力装置１００の構成を示す図である。
【図６】メモリ２５０に格納されるデータを示す図である。
【図７】車両１０の室内内のドライバーズシート１１の周りを示す図である。
【図８】実施例１の入力装置１００Ａの内部構成を透過的に示す平面図である。
【図９】実施例１の入力装置１００Ａを示す平面図である。
【図１０】実施例１の入力装置１００Ａの駆動制御部２４０の駆動パターンの一例を示す図である。
【図１１】実施例１の入力装置１００Ａの駆動制御部２４０が実行する処理を示すフローチャートである。
【図１２】実施例１の変形例による入力装置１００Ａの駆動制御部２４０の駆動パターンの一例を示す図である。
【図１３】実施例２の入力装置１００Ｂの内部構成を透過的に示す平面図である。
【図１４】実施例２の入力装置１００Ｂを示す平面図である。
【図１５】実施例２の入力装置１００Ｂの駆動制御部２４０の駆動パターンの一例を示す図である。
【図１６】実施例２の入力装置１００Ｂの駆動制御部２４０が操作部１２１Ｂ１の操作に応じて実行する処理を示すフローチャートである。
【図１７】実施例３の入力装置１００Ｃの内部構成を透過的に示す平面図である。
【図１８】実施例３の入力装置１００Ｃを示す平面図である。
【図１９】実施例３の入力装置１００Ｃの駆動制御部２４０の駆動パターンの一例を示す図である。
【図２０】実施例３の入力装置１００Ｃの駆動制御部２４０が操作部１２１Ｃ７、１２１Ｃ８の操作に応じて実行する処理を示すフローチャートである。
【図２１】実施例３の入力装置１００Ｃの駆動制御部２４０の駆動パターンの他の例を示す図である。
【図２２】実施例４の入力装置１００Ｄの内部構成を透過的に示す平面図である。
【図２３】実施例４の入力装置１００Ｄの動作状態を示す平面図である。
【図２４】実施例５の入力装置１００Ｅの動作状態を示す平面図である。
【図２５】実施例６の入力装置１００Ｆの動作状態を示す平面図である。
【図２６】実施例７の入力装置１００Ｇの動作状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の入力装置を適用した実施の形態について説明する。
【００１４】
＜実施の形態＞
図１は、実施の形態の入力装置１００を示す平面図であり、図２は、図１に示す入力装置１００のＡ−Ａ矢視断面を示す図である。なお、図１及び図２では、図示するように直交座標系であるＸＹＺ座標系を定義する。
【００１５】
入力装置１００は、筐体１１０、トップパネル１２０、両面テープ１３０、振動素子１４０、タッチパネル１５０、ディスプレイパネル１６０、及び基板１７０を含む。
【００１６】
入力装置１００は、車両に搭載され、タッチパネル１５０を入力操作部とする入力インターフェースである。入力装置１００は、ナビゲーション装置、オーディオコントローラ、空調コントローラ、パワーウィンドウコントローラ、ミラーコントローラ等の操作部として用いることができる。
【００１７】
筐体１１０は、例えば、樹脂製であり、図２に示すように凹部１１１に基板１７０、ディスプレイパネル１６０、及びタッチパネル１５０が配設されるとともに、両面テープ１３０によってトップパネル１２０が接着されている。
【００１８】
トップパネル１２０は、平面視で長方形の薄い平板状の部材であり、透明なガラス、又は、ポリカーボネートのような強化プラスティックで作製される。トップパネル１２０の表面（Ｚ軸正方向側の面）は、入力装置１００の利用者が操作入力を行う操作面の一例である。
【００１９】
トップパネル１２０は、Ｚ軸負方向側の面に振動素子１４０が接着され、平面視における四辺が両面テープ１３０によって筐体１１０に接着されている。なお、両面テープ１３０は、トップパネル１２０の四辺を筐体１１０に接着できればよく、図２に示すように矩形環状である必要はない。
【００２０】
トップパネル１２０のＺ軸負方向側にはタッチパネル１５０が配設される。トップパネル１２０は、タッチパネル１５０の表面を保護するために設けられている。なお、トップパネル１２０の表面に、さらに別なパネル又は保護膜等が設けられていてもよい。
【００２１】
トップパネル１２０は、Ｚ軸負方向側の面に振動素子１４０が接着された状態で、振動素子１４０が駆動されることによって振動する。実施の形態では、トップパネル１２０の固有振動周波数でトップパネル１２０を振動させて、トップパネル１２０に定在波を生じさせる。ただし、トップパネル１２０には振動素子１４０が接着されているため、実際には、振動素子１４０の重さ等を考慮した上で、固有振動周波数を決めることが好ましい。
【００２２】
振動素子１４０は、トップパネル１２０のＺ軸負方向側の面において、Ｙ軸正方向側において、Ｘ軸方向に伸延する短辺に沿って接着されている。振動素子１４０は、超音波帯の振動を発生できる素子であればよく、例えば、ピエゾ素子のような圧電素子を含むものを用いることができる。
【００２３】
振動素子１４０は、後述する駆動制御部から出力される駆動信号によって駆動される。振動素子１４０が発生する振動の振幅（強度）及び周波数は駆動信号によって設定される。また、振動素子１４０のオン／オフは駆動信号によって制御される。
【００２４】
なお、超音波帯とは、例えば、約２０ｋＨｚ以上の周波数帯をいう。実施の形態の入力装置１００では、振動素子１４０が振動する周波数は、トップパネル１２０の振動数と等しくなるため、振動素子１４０は、トップパネル１２０の固有振動数で振動するように駆動信号によって駆動される。
【００２５】
タッチパネル１５０は、ディスプレイパネル１６０の上（Ｚ軸正方向側）で、トップパネル１２０の下（Ｚ軸負方向側）に配設されている。タッチパネル１５０は、入力装置１００の利用者がトップパネル１２０に触れる位置（以下、操作入力の位置と称す）を検出する座標検出部の一例である。
【００２６】
タッチパネル１５０の下にあるディスプレイパネル１６０には、ＧＵＩによる様々なボタン等（以下、ＧＵＩ操作部と称す）が表示される。このため、入力装置１００の利用者は、通常、ＧＵＩ操作部を操作するために、指先でトップパネル１２０に触れる。
【００２７】
タッチパネル１５０は、利用者のトップパネル１２０への操作入力の位置を検出できる座標検出部であればよく、例えば、静電容量型又は抵抗膜型の座標検出部であればよい。ここでは、タッチパネル１５０が静電容量型の座標検出部である形態について説明する。タッチパネル１５０とトップパネル１２０との間に隙間があっても、静電容量型のタッチパネル１５０は、トップパネル１２０への操作入力を検出できる。
【００２８】
また、ここでは、タッチパネル１５０の入力面側にトップパネル１２０が配設される形態について説明するが、トップパネル１２０はタッチパネル１５０と一体的であってもよい。この場合、タッチパネル１５０の表面が図１及び図２に示すトップパネル１２０の表面になり、操作面を構築する。また、図１及び図２に示すトップパネル１２０を省いた構成であってもよい。この場合も、タッチパネル１５０の表面が操作面を構築する。また、この場合には、操作面を有する部材を、当該部材の固有振動で振動させればよい。
【００２９】
また、タッチパネル１５０が静電容量型の場合は、トップパネル１２０の上にタッチパネル１５０が配設されていてもよい。この場合も、タッチパネル１５０の表面が操作面を構築する。また、タッチパネル１５０が静電容量型の場合は、図１及び図２に示すトップパネル１２０を省いた構成であってもよい。この場合も、タッチパネル１５０の表面が操作面を構築する。また、この場合には、操作面を有する部材を、当該部材の固有振動で振動させればよい。
【００３０】
ディスプレイパネル１６０は、例えば、液晶ディスプレイパネル又は有機ＥＬ(Electroluminescence)パネル等の画像を表示できる表示部であればよい。ディスプレイパネル１６０は、筐体１１０の凹部１１１の内部で、図示を省略するホルダ等によって基板１７０の上（Ｚ軸正方向側）に設置される。
【００３１】
ディスプレイパネル１６０は、後述するドライバＩＣ(Integrated Circuit)によって駆動制御が行われ、入力装置１００の動作状況に応じて、ＧＵＩ操作部、画像、文字、記号、図形等を表示する。
【００３２】
基板１７０は、筐体１１０の凹部１１１の内部に配設される。基板１７０の上には、ディスプレイパネル１６０及びタッチパネル１５０が配設される。ディスプレイパネル１６０及びタッチパネル１５０は、図示を省略するホルダ等によって基板１７０及び筐体１１０に固定されている。
【００３３】
基板１７０には、後述する駆動制御装置の他に、入力装置１００の駆動に必要な種々の回路等が実装される。
【００３４】
以上のような構成の入力装置１００は、トップパネル１２０に利用者の指が接触し、指先の移動を検出すると、基板１７０に実装される駆動制御部が振動素子１４０を駆動し、トップパネル１２０を超音波帯の周波数で振動させる。この超音波帯の周波数は、トップパネル１２０と振動素子１４０とを含む共振系の共振周波数であり、トップパネル１２０に定在波を発生させる。
【００３５】
入力装置１００は、超音波帯の定在波を発生させることにより、トップパネル１２０を通じて利用者に触感を提供する。
【００３６】
なお、入力装置１００は、例えば、ナビゲーション装置、オーディオコントローラ、空調コントローラ、パワーウィンドウコントローラ、ミラーコントローラ等の操作部の機能を集約したマルチ入力装置として用いることができる。マルチ入力装置として利用する場合は、ディスプレイパネル１６０に表示するＧＵＩ操作部等を切り替えることによって、各種操作部としての機能を切り替えればよい。
【００３７】
また、図１及び図２には、ディスプレイパネル１６０を含む入力装置１００を示すが、入力装置１００は、ディスプレイパネル１６０を含まなくてもよい。例えば、トップパネル１２０に操作する位置を表すボタンのような絵を印刷等によって表しておき、利用者の操作入力をボタンのような絵の部分に誘導してもよい。
【００３８】
次に、図３を用いて、トップパネル１２０に発生させる定在波について説明する。
【００３９】
図３は、超音波帯の固有振動によってトップパネル１２０に生じる定在波のうち、トップパネル１２０の短辺に平行に形成される波頭を示す図であり、図３の（Ａ）は側面図、（Ｂ）は斜視図である。図３の（Ａ）、（Ｂ）では、図１及び図２と同様のＸＹＺ座標を定義する。なお、図３の（Ａ）、（Ｂ）では、理解しやすさのために、定在波の振幅を誇張して示す。また、図３の（Ａ）、（Ｂ）では振動素子１４０を省略する。
【００４０】
トップパネル１２０のヤング率Ｅ、密度ρ、ポアソン比δ、長辺寸法ｌ、厚さｔと、長辺方向に存在する定在波の周期数ｋとを用いると、トップパネル１２０の固有振動数（共振周波数）ｆは次式（１）、（２）で表される。定在波は１／２周期単位で同じ波形を有するため、周期数ｋは、０．５刻みの値を取り、０．５、１、１．５、２・・・となる。
【００４１】
【数１】
2015121964.tif 000003
【００４２】
【数２】
2015121964.tif 000004
なお、式（２）の係数αは、式（１）におけるｋ２以外の係数をまとめて表したものである。
【００４３】
図３の（Ａ）、（Ｂ）に示す定在波は、一例として、周期数ｋが１０の場合の波形である。例えば、トップパネル１２０として、長辺の長さｌが１４０ｍｍ、短辺の長さが８０ｍｍ、厚さｔが０．７ｍｍのGorilla（登録商標）ガラスを用いる場合には、周期数ｋが１０の場合に、固有振動数ｆは３３．５ｋＨｚとなる。この場合は、周波数が３３．５ｋＨｚの駆動信号を用いればよい。
【００４４】
トップパネル１２０は、平板状の部材であるが、振動素子１４０（図１及び図２参照）を駆動して超音波帯の固有振動を発生させると、図３の（Ａ）、（Ｂ）に示すように撓むことにより、表面に定在波が生じる。
【００４５】
なお、ここでは、１つの振動素子１４０がトップパネル１２０のＺ軸負方向側の面において、Ｙ軸正方向側において、Ｘ軸方向に伸延する短辺に沿って接着される形態について説明するが、振動素子１４０を２つ用いてもよい。２つの振動素子１４０を用いる場合は、もう１つの振動素子１４０をトップパネル１２０のＺ軸負方向側の面において、Ｙ軸負方向側において、Ｘ軸方向に伸延する短辺に沿って接着すればよい。この場合に、２つの振動素子１４０は、トップパネル１２０の２つの短辺に平行な中心線を対称軸として、軸対称になるように配設すればよい。
【００４６】
また、２つの振動素子１４０を駆動する場合は、周期数ｋが整数の場合は同一位相で駆動すればよく、周期数ｋが奇数の場合は逆位相で駆動すればよい。
【００４７】
次に、図４を用いて、入力装置１００のトップパネル１２０に生じさせる超音波帯の固有振動について説明する。
【００４８】
図４は、入力装置１００のトップパネル１２０に生じさせる超音波帯の固有振動により、操作入力を行う指先に掛かる動摩擦力が変化する様子を説明する図である。図４の（Ａ）、（Ｂ）では、利用者が指先でトップパネル１２０に触れながら、指をトップパネル１２０の奥側から手前側に矢印に沿って移動する操作入力を行っている。なお、振動のオン／オフは、振動素子１４０（図１及び図２参照）をオン／オフすることによって行われる。
【００４９】
また、図４の（Ａ）、（Ｂ）では、トップパネル１２０の奥行き方向において、振動がオフの間に指が触れる範囲をグレーで示し、振動がオンの間に指が触れる範囲を白く示す。
【００５０】
超音波帯の固有振動は、図３に示すようにトップパネル１２０の全体に生じるが、図４の（Ａ）、（Ｂ）には、利用者の指がトップパネル１２０の奥側から手前側に移動する間に振動のオン／オフを切り替える動作パターンを示す。
【００５１】
このため、図４の（Ａ）、（Ｂ）では、トップパネル１２０の奥行き方向において、振動がオフの間に指が触れる範囲をグレーで示し、振動がオンの間に指が触れる範囲を白く示す。
【００５２】
図４の（Ａ）に示す動作パターンでは、利用者の指がトップパネル１２０の奥側にあるときに振動がオフであり、指を手前側に移動させる途中で振動がオンになっている。
【００５３】
一方、図４の（Ｂ）に示す動作パターンでは、利用者の指がトップパネル１２０の奥側にあるときに振動がオンであり、指を手前側に移動させる途中で振動がオフになっている。
【００５４】
ここで、トップパネル１２０に超音波帯の固有振動を生じさせると、トップパネル１２０の表面と指との間にスクイーズ効果による空気層が介在し、指でトップパネル１２０の表面をなぞったときの動摩擦係数が低下する。
【００５５】
従って、図４の（Ａ）では、トップパネル１２０の奥側にグレーで示す範囲では、指先に掛かる動摩擦力は大きく、トップパネル１２０の手前側に白く示す範囲では、指先に掛かる動摩擦力は小さくなる。
【００５６】
このため、図４の（Ａ）に示すようにトップパネル１２０に操作入力を行う利用者は、振動がオンになると、指先に掛かる動摩擦力の低下を感知し、指先の滑り易さを知覚することになる。このとき、利用者はトップパネル１２０の表面がより滑らかになることにより、動摩擦力が低下するときに、トップパネル１２０の表面に凹部が存在するように感じる。
【００５７】
一方、図４の（Ｂ）では、トップパネル１２０の奥前側に白く示す範囲では、指先に掛かる動摩擦力は小さく、トップパネル１２０の手前側にグレーで示す範囲では、指先に掛かる動摩擦力は大きくなる。
【００５８】
このため、図４の（Ｂ）に示すようにトップパネル１２０に操作入力を行う利用者は、振動がオフになると、指先に掛かる動摩擦力の増大を感知し、指先の滑り難さ、あるいは、引っ掛かる感じを知覚することになる。そして、指先が滑りにくくなることにより、動摩擦力が高くなるときに、トップパネル１２０の表面に凸部が存在するように感じる。
【００５９】
以上より、図４の（Ａ）と（Ｂ）の場合は、利用者は指先で凹凸を感じ取ることができる。このように人間が凹凸の知覚することは、例えば、"触感デザインのための印刷物転写法とSticky-band Illusion"(第11回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会論文集 (SI2010, 仙台)____174-177, 2010-12)に記載されている。また、"Fishbone Tactile Illusion"(日本バーチャルリアリティ学会第10 回大会論文集(2005 年9 月))にも記載されている。
【００６０】
なお、ここでは、振動のオン／オフを切り替える場合の動摩擦力の変化について説明したが、これは、振動素子１４０の振幅（強度）を変化させた場合も同様である。
【００６１】
次に、図５を用いて、実施の形態の入力装置１００の構成について説明する。
【００６２】
図５は、実施の形態の入力装置１００の構成を示す図である。
【００６３】
入力装置１００は、振動素子１４０、アンプ１４１、タッチパネル１５０、ドライバＩＣ(Integrated Circuit)１５１、ディスプレイパネル１６０、ドライバＩＣ１６１、制御部２００、正弦波発生器３１０、及び振幅変調器３２０を含む。
【００６４】
また、入力装置１００には、車両のＥＣＵ(Electronic Control Unit：電子制御装置)４００が接続されている。
【００６５】
制御部２００は、アプリケーションプロセッサ２２０、駆動制御部２４０、及びメモリ２５０を有する。制御部２００は、例えば、ＩＣチップで実現される。
【００６６】
また、駆動制御部２４０、正弦波発生器３１０、及び振幅変調器３２０は、駆動制御装置３００を構築する。なお、ここでは、アプリケーションプロセッサ２２０、駆動制御部２４０、及びメモリ２５０が１つの制御部２００によって実現される形態について説明するが、駆動制御部２４０は、制御部２００の外部に別のＩＣチップ又はプロセッサとして設けられていてもよい。この場合には、メモリ２５０に格納されているデータのうち、駆動制御部２４０の駆動制御に必要なデータは、メモリ２５０とは別のメモリに格納して、駆動制御装置３００の内部に設ければよい。
【００６７】
図５では、筐体１１０、トップパネル１２０、両面テープ１３０、及び基板１７０（図１参照）は省略する。また、ここでは、アンプ１４１、ドライバＩＣ１５１、ドライバＩＣ１６１、駆動制御部２４０、メモリ２５０、正弦波発生器３１０、及び振幅変調器３２０について説明する。
【００６８】
アンプ１４１は、駆動制御装置３００と振動素子１４０との間に配設されており、駆動制御装置３００から出力される駆動信号を増幅して振動素子１４０を駆動する。
【００６９】
ドライバＩＣ１５１は、タッチパネル１５０に接続されており、タッチパネル１５０への操作入力があった位置を表す位置データを検出し、位置データを制御部２００に出力する。この結果、位置データは、アプリケーションプロセッサ２２０と駆動制御部２４０に入力される。なお、位置データが駆動制御部２４０に入力されることは、位置データが駆動制御装置３００に入力されることと等価である。
【００７０】
ドライバＩＣ１６１は、ディスプレイパネル１６０に接続されており、駆動制御装置３００から出力される描画データをディスプレイパネル１６０に入力し、描画データに基づく画像をディスプレイパネル１６０に表示させる。これにより、ディスプレイパネル１６０には、描画データに基づくＧＵＩ操作部又は画像等が表示される。
【００７１】
アプリケーションプロセッサ２２０は、ＥＣＵ４００の駆動制御に必要なＧＵＩ操作部、画像、文字、記号、図形等を表す描画データを出力する。例えば、ＥＣＵ４００が、ナビゲーション装置、オーディオコントローラ、空調コントローラ、パワーウィンドウコントローラ、ミラーコントローラ等の駆動制御を行う場合には、これらの駆動制御に必要なＧＵＩ操作部等を表す描画データをドライバＩＣ１６１に出力する。
【００７２】
また、アプリケーションプロセッサ２２０には、ドライバＩＣ１５１から位置データが入力され、アプリケーションプロセッサ２２０は位置データをＥＣＵ４００に出力する。これにより、タッチパネル１５０への入力操作によって得られる位置データがＥＣＵ４００に入力される。
【００７３】
なお、位置データは、アプリケーションプロセッサ２２０を経ずに、ドライバＩＣ１５１からＥＣＵ４００に直接的に入力されてもよい。
【００７４】
駆動制御部２４０は、振幅を表す振幅データを振幅変調器３２０に出力する。振幅データは、振動素子１４０の駆動に用いる駆動信号の強度を調整するための振幅値を表すデータである。振幅を表す振幅データは、メモリ２５０に格納しておけばよい。
【００７５】
また、実施の形態の入力装置１００は、利用者の指先がトップパネル１２０の表面に沿って移動したときに、指先に掛かる動摩擦力を変化させるためにトップパネル１２０を振動させる。
【００７６】
トップパネル１２０の表面に触れた指先を移動させる操作入力の種類としては、例えば、所謂フリック操作、スワイプ操作、及びドラッグ操作がある。
【００７７】
フリック操作は、指先をトップパネル１２０の表面に沿って、はじく（スナップする）ように比較的短い距離移動させる操作である。スワイプ操作は、指先をトップパネル１２０の表面に沿って掃くように比較的長い距離移動させる操作である。また、ドラッグ操作は、例えば、ディスプレイパネル５１０に表示されたボタン等をスライドさせる場合に、ボタン等を選択しながら指先をトップパネル１２０の表面に沿って移動させる操作である。
【００７８】
ここで一例として挙げるフリック操作、スワイプ操作、及びドラッグ操作のように、トップパネル１２０の表面に触れた指先を移動させる操作入力は、ディスプレイパネル１６０に表示されるＧＵＩ操作部等の種類によって使い分けられる。
【００７９】
また、駆動制御部２４０は、上述のような処理に加えて、位置データの時間的変化度合に応じて振幅値を設定してもよい。
【００８０】
ここで、位置データの時間的変化度合としては、利用者の指先がトップパネル１２０の表面に沿って移動する速度を用いる。利用者の指先の移動速度は、ドライバＩＣ１５１から入力される位置データの時間的な変化度合に基づいて、駆動制御部２４０が算出すればよい。
【００８１】
実施の形態の入力装置１００は、一例として、指先の移動速度に関わらずに利用者が指先から感知する触感を一定にするために、移動速度が高いほど振幅値を小さくし、移動速度が低いほど振幅値を大きくする。
【００８２】
このような振幅値を表す振幅データと移動速度との関係を表すデータは、メモリ２５０に格納しておけばよい。
【００８３】
なお、ここでは、振幅値を表す振幅データと移動速度との関係を表すデータを用いて移動速度に応じた振幅値を設定する形態について説明するが、次式（３）を用いて振幅値Ａを算出してもよい。式（３）で算出される振幅値Ａは、移動速度が高いほど小さくなり、移動速度が低いほど大きくなる。
【００８４】
【数３】
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ここで、Ａ０は振幅の基準値であり、Ｖは指先の移動速度であり、ａは所定の定数である。式（３）を用いて振幅値Ａを算出する場合は、式（３）を表すデータと、振幅の基準値Ａ０と所定の定数ａを表すデータとをメモリ２５０に格納しておけばよい。
【００８５】
駆動制御部２４０は、移動速度が所定の閾値速度以上になったときに、振動素子１４０を振動させる。
【００８６】
従って、駆動制御部２４０が出力する振幅データが表す振幅値は、移動速度が所定の閾値速度未満のときはゼロであり、移動速度が所定の閾値速度以上になると、移動速度に応じて所定の振幅値に設定される。移動速度が所定の閾値速度以上のときには、移動速度が高いほど振幅値は小さく設定され、移動速度が低いほど振幅値を大きく設定される。
【００８７】
メモリ２５０は、操作入力が行われるＧＵＩ操作部等を表す領域データと、振動パターンを表すパターンデータとを関連付けたデータを格納する。
【００８８】
正弦波発生器３１０は、トップパネル１２０を固有振動数で振動させるための駆動信号を生成するのに必要な正弦波を発生させる。例えば、トップパネル１２０を３３．５ｋＨｚの固有振動数ｆで振動させる場合は、正弦波の周波数は、３３．５ｋＨｚとなる。正弦波発生器３１０は、超音波帯の正弦波信号を振幅変調器３２０に入力する。
【００８９】
振幅変調器３２０は、駆動制御部２４０から入力される振幅データを用いて、正弦波発生器３１０から入力される正弦波信号の振幅を変調して駆動信号を生成する。振幅変調器３２０は、基本的な動作としては、正弦波発生器３１０から入力される超音波帯の正弦波信号の振幅を変調し、周波数及び位相は変調せずに、駆動信号を生成する。
【００９０】
このため、振幅変調器３２０が出力する駆動信号は、正弦波発生器３１０から入力される超音波帯の正弦波信号の振幅のみを変調した超音波帯の正弦波信号である。なお、振幅データがゼロの場合は、駆動信号の振幅はゼロになる。これは、振幅変調器３２０が駆動信号を出力しないことと等しい。
【００９１】
また、振幅変調器３２０は、正弦波発生器３１０から入力される超音波帯の正弦波信号を、可聴帯域の正弦波の信号を用いて変調することもできる。この場合は、振幅変調器３２０が出力する駆動信号は、超音波帯の駆動信号に、可聴帯域の駆動信号を重畳したものとなり、振幅は振幅変調器３２０によって設定される。
【００９２】
ＥＣＵ４００は、車両に搭載されており、例えば、ナビゲーション装置、オーディオコントローラ、空調コントローラ、パワーウィンドウコントローラ、ミラーコントローラ等の制御を行う制御部である。入力装置１００のタッチパネル１５０への操作入力に基づいて検出される位置データは、アプリケーションプロセッサ２２０を介してＥＣＵ４００に入力される。
【００９３】
ＥＣＵ４００は、アプリケーションプロセッサ２２０を介して入力される位置データに基づき、操作内容を判定し、例えば、ナビゲーション装置、オーディオコントローラ、空調コントローラ、パワーウィンドウコントローラ、ミラーコントローラ等の制御を行う。
【００９４】
次に、図６を用いて、メモリ２５０に格納されるデータについて説明する。
【００９５】
図６は、メモリ２５０に格納されるデータを示す図である。
【００９６】
図６の（Ａ）に示すデータは、振幅値を表す振幅データと、移動速度とを関連付けたデータである。図６の（Ａ）に示すデータによれば、移動速度Ｖが０以上ｂ１未満（０≦Ｖ＜ｂ１）のときは振幅値を０に設定し、移動速度Ｖがｂ１以上ｂ２未満（ｂ１≦Ｖ＜ｂ２）のときは振幅値をＡ１に設定し、移動速度Ｖがｂ２以上ｂ３未満（ｂ２≦Ｖ＜ｂ３）のときは、振幅値をＡ２に設定することになる。
【００９７】
図６の（Ｂ）に示すデータは、操作入力が行われるＧＵＩ操作部等が表示される領域の座標値を表す領域データと、振動パターンを表すパターンデータとを関連付けた振動制御データである。
【００９８】
領域データとして、操作入力が行われるＧＵＩ操作部等が表示される領域の座標値を表す式f1~f4を示す。また、振動パターンを表すパターンデータとして、Ｐ１〜Ｐ４を示す。
【００９９】
ここで、図７を用いて、車両の室内において、実施の形態の入力装置１００を配置可能な場所について説明する。
【０１００】
図７は、車両１０の室内内のドライバーズシート１１の周りを示す図である。車両１０の室内には、ドライバーズシート１１、ダッシュボード１２、ステアリングホイール１３、センターコンソール１４、ドアの内張１５等が配設される。なお、車両１０は、例えば、ハイブリッド自動車（ＨＶ（Hybrid Vehicle））、電気自動車（ＥＶ（Electric Vehicle））、ガソリンエンジン者、ディーゼルエンジン車、燃料電池車（ＦＣＶ(Fuel Cell Vehicle)）、水素自動車等であればよい。
【０１０１】
実施の形態の入力装置１００は、例えば、ダッシュボード１２の中央部１２Ａ、ステアリングホイール１３のスポーク部１３Ａ、センターコンソール１４のシフトレバー１６の周囲１４Ａ、及びドアの内張１５の凹部１５Ａ等に配設することができる。
【０１０２】
また、図７には示さないが、実施の形態の入力装置１００は、車両１０の外側に設けられてもよい。例えば、ドアハンドルの周囲に設けて、電子錠の操作部として用いてもよい。
【０１０３】
以下では、車両１０の室内に配置する実施例１乃至７の入力装置１００Ａ乃至１００Ｇについて説明する。以下で説明する入力装置１００Ａ乃至１００Ｇの平面構造及び断面構造は、図１及び図２に示す入力装置１００の構造に変形を加えたものである。
【０１０４】
＜実施例１＞
図８は、実施例１の入力装置１００Ａの内部構成を透過的に示す平面図である。実施例１の入力装置１００Ａは、一例として、ナビゲーション装置の入力部として用いられる。このため、実施例１の入力装置１００Ａは、例えば、図７に示す車両１０の室内のダッシュボード１２の中央部１２Ａ等に配設される。
【０１０５】
入力装置１００Ａは、筐体１１０Ａ、トップパネル１２０Ａ、振動素子１４０Ａ、タッチパネル１５０Ａ、及びディスプレイパネル１６０Ａを含む。図８では、両面テープ１３０及び基板１７０を省略する。
【０１０６】
図８に示す入力装置１００Ａの筐体１１０Ａには、凹部１１１Ａ１、１１１Ａ２が形成されている。凹部１１１Ａ１は、筐体１１０Ａの長辺にわたって、凹部１１１Ａ２よりもＸ軸負方向側に形成されている。凹部１１１Ａ１は、平面視で矩形状である。
【０１０７】
凹部１１１Ａ２は、筐体１１０Ａの長辺にわたって、凹部１１１Ａ１よりもＸ軸正方向側に形成されている。凹部１１１Ａ２は、平面視で矩形状である。ここで、凹部１１１Ａ１と１１１Ａ２のＸ軸方向の長さの比は、一例として、約４：１である。
【０１０８】
また、ここでは、トップパネル１２０Ａを表示領域１２０Ａ１と操作領域１２０Ａ２とに分けて説明する。表示領域１２０Ａ１は、ナビゲーション装置の表示を行う領域であり、操作領域１２０Ａ２は、ナビゲーション装置の操作を行う領域である。表示領域１２０Ａ１は、Ｘ軸負方向側に位置し、操作領域１２０Ａ２はＸ軸正方向側に位置する。
【０１０９】
表示領域１２０Ａ１には凹部１１１Ａ１が配設され、操作領域１２０Ａ２には凹部１１１Ａ２が配設される。このため、表示領域１２０Ａ１と操作領域１２０Ａ２のＸ軸方向の長さの比は、ここでは、約４：１である。
【０１１０】
凹部１１１Ａ１の内部には、ディスプレイパネル１６０Ａが配設される。ディスプレイパネル１６０Ａは凹部１１１Ａ１の底面に配設されている。すなわち、ディスプレイパネル１６０Ａは、表示領域１２０Ａ１の内部に配設される。
【０１１１】
凹部１１１Ａ２の内部には、振動素子１４０Ａとタッチパネル１５０Ａが配設される。振動素子１４０Ａは、平面視で操作領域１２０Ａ２のうちのＹ軸負方向側において、トップパネル１２０Ａの裏面に貼り付けられている。タッチパネル１５０Ａは、操作領域１２０Ａ２のうち振動素子１４０Ａが配設される領域を除いた領域の内部において、凹部１１１Ａ２の底面に配設されている。
【０１１２】
実施例１の入力装置１００Ａの振動素子１４０Ａは、図１に示す実施の形態の入力装置１００の振動素子１４０に比べると、Ｘ軸方向の長さが約１／４以下である。
【０１１３】
このようにＸ軸方向に短い振動素子１４０Ａを用いているのは、実施例１の入力装置１００Ａでは、トップパネル１２０Ａのうち、操作領域１２０Ａ２にのみ、トップパネル１２０Ａの超音波帯の固有振動による定在波を発生させることができればよいからである。
【０１１４】
図１に示すように、トップパネル１２０のＸ軸方向の幅と略同様の長さの振動素子１４０を用いる場合は、図３に示すように、トップパネル１２０のＸ軸方向の幅の略全体に、トップパネル１２０の長辺方向（Ｙ軸方向）に振幅が変動する定在波が発生する。
【０１１５】
これに対して、図８に示すように、Ｘ軸方向に短い振動素子１４０Ａを用いると、振動素子１４０Ａの幅に略対応したＸ軸方向の幅を有し、トップパネル１２０Ａの長辺方向に振幅が変動する定在波が発生することが分かっている。
【０１１６】
実施例１の入力装置１００Ａは、タッチパネル１５０ＡのＸ軸方向の幅が短いため、これに対応させて、小さな振動素子１４０Ａを用いている。
【０１１７】
なお、図１及び図２に示す両面テープ１３０に相当する両面テープは、平面視でトップパネル１２０Ａの外周に沿って、凹部１１１Ａ１及び１１１Ａ２を囲む領域に設けられており、筐体１１０Ａとトップパネル１２０Ａを接着している。
【０１１８】
図９は、実施例１の入力装置１００Ａを示す平面図である。
【０１１９】
図９に示すように、ディスプレイパネル１６０には地図が表示されている。また、図８でタッチパネル１５０Ａを示した領域には、操作部１２１Ａ１、１２１Ａ２、１２１Ａ３、１２１Ａ４が配設されている。
【０１２０】
操作部１２１Ａ１、１２１Ａ２、１２１Ａ３、１２１Ａ４の文字及び記号等は、トップパネル１２０Ａの裏面に印刷されている。このため、本来であれば、図８に示すように、入力装置１００を動作させていない状態においても操作部１２１Ａ１、１２１Ａ２、１２１Ａ３、１２１Ａ４は見えるが、説明の便宜上、図８では省略してある。
【０１２１】
操作部１２１Ａ１、１２１Ａ２、１２１Ａ３、１２１Ａ４の印刷が行われている４つの領域は、それぞれ、図６に示す領域データf1~f4のように、ＸＹ座標における位置が決められデータ化されている。また、操作部１２１Ａ１、１２１Ａ２、１２１Ａ３、１２１Ａ４に操作入力が行われると、それぞれ、所定の振動パターンで駆動制御部２４０によって振動素子１４０Ａが駆動される。
【０１２２】
このような所定の振動パターンは、図６に示す振動パターンＰ１〜Ｐ４と領域データf1~f4とを関連付けるように、操作部１２１Ａ１、１２１Ａ２、１２１Ａ３、１２１Ａ４の印刷が行われている４つの領域の領域データと関連付けてメモリ２５０に格納しておけばよい。
【０１２３】
また、実施例１の入力装置１００Ａは、平面視でタッチパネル１５０Ａが位置する領域内において、操作部１２１Ａ１、１２１Ａ２、１２１Ａ３、１２１Ａ４以外の部分に操作入力が行われる場合にも、駆動制御部２４０によって振動素子１４０Ａが駆動される。
【０１２４】
このため、平面視でタッチパネル１５０Ａが位置する領域のうち、操作部１２１Ａ１、１２１Ａ２、１２１Ａ３、１２１Ａ４以外の領域を表す領域データと、振動パターンを表すデータについても、図６に示す振動制御データの振動パターンＰ１〜Ｐ４と領域データf1~f4のように関連付けておけばよい。
【０１２５】
操作部１２１Ａ１（ＴＵＮＥ）はラジオの選局を行う操作部である。操作部１２１Ａ２（現在地）はナビゲーションで現在地を中心とする表示を選択する操作部である。操作部１２１Ａ３（ＭＥＮＵ）はメニュー画面をディスプレイパネル１６０Ａに表示させる操作部である。操作部１２１Ａ４（VOL）は音量を調整する操作部である。
【０１２６】
また、操作部１２１Ａ１、１２１Ａ２、１２１Ａ３、１２１Ａ４の印刷が行われている４つの領域内でトップパネル１２０Ａの表面に操作入力を行うと、タッチパネル１５０Ａから出力される位置データがＥＣＵ４００に入力される。これにより、それぞれ、ラジオの選局、ナビゲーションで現在地を中心とする表示を選択、メニュー画面のディスプレイパネル１６０Ａへの表示、及び、音量の調整を行うことができる。
【０１２７】
なお、実施例１の入力装置１００Ａは、Ｘ軸方向において振動素子１４０Ａとタッチパネル１５０Ａとが存在する部分（操作領域１２０Ａ２に対応する部分）のみを入力装置として捉えてもよい。この場合に、ディスプレイパネル１６０が存在する部分（表示領域１２０Ａ１）については、入力装置に付属した表示部であると捉えてもよい。
【０１２８】
また、ここでは、操作部１２１Ａ１、１２１Ａ２、１２１Ａ３、１２１Ａ４の文字、記号等は、トップパネル１２０Ａの裏面に印刷されている形態について説明するが、操作部１２１Ａ１、１２１Ａ２、１２１Ａ３、１２１Ａ４の文字、記号等は、トップパネル１２０Ａの表面に印刷されていてもよい。
【０１２９】
また、操作部１２１Ａ１、１２１Ａ２、１２１Ａ３、１２１Ａ４の文字、記号等は、トップパネル１２０Ａの表面に切削等の加工を施すことにより、凹凸によって表されていてもよい。また、操作部１２１Ａ１、１２１Ａ２、１２１Ａ３、１２１Ａ４の文字、記号等は、トップパネル１２０Ａの表面又は裏面に印刷又は切削等の処理で形成した文字、記号等にバックライト等で光照射を行って文字、記号等を表示するようにしてもよい。
【０１３０】
図１０は、実施例１の入力装置１００Ａの駆動制御部２４０の駆動パターンの一例を示す図である。図１０には、図９に示す操作部１２１Ａ２及び１２１Ａ３が操作される場合の駆動パターンの一例を示す。
【０１３１】
図１０において、横軸は図９における操作部１２１Ａ２と１２１Ａ３の配列方向（Ｙ軸方向）を示し、縦軸は駆動信号の振幅を示す。なお、ここでは、操作入力の位置は一定の速度でＹ正方向に移動するものとする。また、横軸方向に点Ａ〜Ｆを示す。点Ａ〜Ｆは、すべて平面視でタッチパネル１５０Ａが位置する領域の内部に存在する点である。
【０１３２】
点Ａで操作入力が開始されることにより、駆動制御部２４０は、振動素子１４０Ａの駆動を開始する。点Ａは、操作部１２１Ａ２及び１２１Ａ３の領域外であるため、駆動制御部２４０は、振動パターンＰ１１で振動素子１４０Ａを駆動し、トップパネル１２０Ａを超音波帯の周波数で振動させる。
【０１３３】
振動パターンＰ１１は、振幅がＡ１で周波数が３５ｋＨｚの駆動信号を表す。ここで、振動パターンＰ１１は、操作部１２１Ａ２及び１２１Ａ３の領域外で操作入力が行われた場合に用いる既定の駆動信号を表すデータである。
【０１３４】
このように、振動パターンＰ１１によって振動素子１４０Ａがオンの状態に保持されると、利用者の指先にかかる動摩擦係数はスクイーズ効果によって低下し、指先はトップパネル１２０Ａの表面を移動しやすい状態になる。
【０１３５】
操作入力の位置が操作部１２１Ａ２の境界である点Ｂに到達すると、駆動制御部２４０は所定の期間ＴＰ１だけ振動素子１４０Ａをオフにする。振動素子１４０Ａをオフにすることは、駆動制御部２４０が振幅データを０にすることによって行えばよい。
【０１３６】
このように、振動素子１４０Ａがオフにされると、トップパネル１２０の超音波帯の固有振動がオフにされるため、利用者の指先にかかる動摩擦力は増大し、利用者は指先の滑り難さ、あるいは、引っ掛かる感じを知覚することになる。そして、指先が滑りにくくなることにより、動摩擦力が高くなるときに、トップパネル１２０Ａの表面に凸部が存在するように感じる。
【０１３７】
ここで、振動素子１４０Ａをオフにするのは、期間ＴＰ１の間だけである。期間ＴＰ１は、例えば、５０ミリ秒程度である。期間ＴＰ１が過ぎると、駆動制御部２４０は操作部１２１Ａ２の領域データに対応する振動パターンＰ１２で振動素子１４０Ａを駆動する。
【０１３８】
図１０に示す振動パターンＰ１２は、振幅がＡ１で周波数が３５ｋＨｚの振動パターンＰ１１の駆動信号を振幅変調器３２０が変調したものである。振幅変調器３２０は、最大振幅がＡ１で最小振幅がＡ２で周波数が２００Ｈｚの駆動信号を用いて、振動パターンＰ１１を変調する。振幅変調器３２０が最終的に出力する駆動信号は、最大振幅がＡ１で最小振幅がＡ２で、図１０に示すように２００Ｈｚの周期で振幅が変動する駆動信号である。
【０１３９】
２００Ｈｚの駆動信号は、可聴帯域の駆動信号であるため、振動パターンＰ１２は、超音波帯の固有振動（振動パターンＰ１１）を可聴帯域の所定パターンの振動で変調した変調振動を発生させる駆動信号の一例である。
【０１４０】
そして、操作入力の位置が操作部１２１Ａ２の境界である点Ｃに達すると、駆動制御部２４０は、振幅データの振幅値を０に設定する。これにより、振動素子１４０Ａはオフにされ、利用者は指先に掛かる動摩擦力の増大により、トップパネル１２０Ａの表面に凸部が存在するように感じる。駆動制御部２４０は、期間ＴＰ１にわたって振動素子１４０Ａをオフにする。
【０１４１】
そして、期間ＴＰ１が過ぎると、駆動制御部２４０は、振動パターンＰ１１で振動素子１４０Ａを駆動し、トップパネル１２０Ａを超音波帯の周波数で振動させる。点Ｃと点Ｄとの間は、操作部１２１Ａ２と１２１Ａ３との間であり、操作部１２１Ａ２及び１２１Ａ３の領域外だからである。従って、ここでは、駆動制御部２４０は、既定の駆動信号を表す振動パターンＰ１１を用いて振動素子１４０Ａを駆動する。
【０１４２】
そして、操作入力の位置が操作部１２１Ａ３の境界である点Ｄに到達すると、駆動制御部２４０は所定の期間ＴＰ１だけ振動素子１４０Ａをオフにする。これにより、利用者は指先の滑り難さ、あるいは、引っ掛かる感じを知覚し、トップパネル１２０Ａの表面に凸部が存在するように感じる。駆動制御部２４０は、期間ＴＰ１にわたって振動素子１４０Ａをオフにする。
【０１４３】
そして、期間ＴＰ１が経過すると、駆動制御部２４０は、操作部１２１Ａ３の領域データに対応する振動パターンＰ１３で振動素子１４０Ａを駆動する。図１０に示す振動パターンＰ１３は、振幅がＡ３で周波数が３５ｋＨｚの駆動信号を表すデータである。
【０１４４】
そして、操作入力の位置が操作部１２１Ａ３の境界である点Ｅに達すると、駆動制御部２４０は、振幅データの振幅値を０に設定する。これにより、振動素子１４０Ａはオフにされ、利用者は指先に掛かる動摩擦力の増大により、トップパネル１２０Ａの表面に凸部が存在するように感じる。駆動制御部２４０は、期間ＴＰ１にわたって振動素子１４０Ａをオフにする。
【０１４５】
そして、期間ＴＰ１が過ぎると、駆動制御部２４０は、振動パターンＰ１１で振動素子１４０Ａを駆動し、トップパネル１２０Ａを超音波帯の周波数で振動させる。点Ｅと点Ｆとの間は、操作部１２１Ａ２及び１２１Ａ３の領域外だからである。従って、ここでは、駆動制御部２４０は、既定の駆動信号を表す振動パターンＰ１１を用いて振動素子１４０Ａを駆動する。
【０１４６】
操作入力の位置が点Ｆに到達して操作入力が行われなくなると、駆動制御部２４０は振動素子１４０Ａの駆動を停止する。
【０１４７】
図１１は、実施例１の入力装置１００Ａの駆動制御部２４０が実行する処理を示すフローチャートである。
【０１４８】
駆動制御部２４０は、まず、操作入力があるかどうかを判定する（ステップＳ１）。操作入力の有無は、ドライバＩＣ１５１（図５参照）から位置データが入力されるかどうかで判定すればよい。
【０１４９】
駆動制御部２４０は、操作入力があったと判定すると（Ｓ１：ＹＥＳ）、操作入力の位置が操作部１２１Ａ１〜１２１Ａ４の領域内であるかどうかを判定する（ステップＳ２）。操作部１２１Ａ１〜１２１Ａ４の領域内であるかどうかで、振動パターンが異なるからである。
【０１５０】
駆動制御部２４０は、操作部１２１Ａ１〜１２１Ａ４の領域内である（Ｓ２：ＹＥＳ）と判定すると、フローをステップＳ７に進行させる。なお、ステップＳ７の処理については後述する。
【０１５１】
駆動制御部２４０は、操作部１２１Ａ１〜１２１Ａ４の領域内ではない（Ｓ２：ＮＯ）と判定すると、振動パターンＰ１１で振動素子１４０Ａを駆動する（ステップＳ３）。これにより、トップパネル１２０Ａのうち、タッチパネル１５０Ａと重複する領域の部分に超音波帯の固有振動が生じる。
【０１５２】
駆動制御部２４０は、操作入力の位置が操作部１２１Ａ１〜１２１Ａ４の領域の境界に到達したかどうかを判定する（ステップＳ４）。操作部１２１Ａ１〜１２１Ａ４の領域内に入るときに所定期間ＴＰ１にわたって振動素子１４０Ａをオフにするため、操作部１２１Ａ１〜１２１Ａ４の領域の境界に到達したかどうかを判定することとしている。
【０１５３】
駆動制御部２４０は、操作部１２１Ａ１〜１２１Ａ４の領域の境界に到達した（Ｓ４：ＹＥＳ）と判定すると、所定期間ＴＰ１にわたって振動素子１４０Ａをオフにする（ステップＳ５）。利用者の指先に凸部の感触を提供するためである。
【０１５４】
次いで、駆動制御部２４０は、操作入力の位置が操作部１２１Ａ１〜１２１Ａ４の領域内であるかどうかを判定する（ステップＳ６）。操作部１２１Ａ１〜１２１Ａ４の領域内であるかどうかで、振動パターンが異なるからである。
【０１５５】
駆動制御部２４０は、操作入力の位置が操作部１２１Ａ１〜１２１Ａ４のいずれかの領域内である（Ｓ６：ＹＥＳ）と判定すると、操作部１２１Ａ１〜１２１Ａ４のいずれかに応じた振動パターンで振動素子１４０Ａを駆動する（ステップＳ７）。操作部１２１Ａ１〜１２１Ａ４のいずれに応じた振動パターンであるかは、図６に示すような振動制御データと、操作入力の位置とに基づいて、駆動制御部２４０が決定すればよい。
【０１５６】
なお、駆動制御部２４０は、ステップＳ２において、操作部１２１Ａ１〜１２１Ａ４の領域内であると判定した場合には、フローをステップＳ２からステップＳ７に進行させて、操作部１２１Ａ１〜１２１Ａ４のいずれかに応じた振動パターンで振動素子１４０Ａを駆動する。
【０１５７】
駆動制御部２４０は、操作入力の位置が操作部１２１Ａ１〜１２１Ａ４の領域内であるかどうかを判定する（ステップＳ８）。操作入力の位置が操作部１２１Ａ１〜１２１Ａ４の領域の外部にある場合は、振動パターンが異なるからである。
【０１５８】
駆動制御部２４０は、ステップＳ８において、操作入力の位置が操作部１２１Ａ１〜１２１Ａ４の領域内である（Ｓ８：ＹＥＳ）と判定した場合は、フローをステップＳ７にリターンする。
【０１５９】
一方、駆動制御部２４０は、ステップＳ８において、操作入力の位置が操作部１２１Ａ１〜１２１Ａ４の領域内ではない（Ｓ８：ＮＯ）と判定した場合は、操作入力があるかどうかを判定する（ステップＳ９）。操作入力の有無は、ドライバＩＣ１５１（図５参照）から位置データが入力されるかどうかで判定すればよい。
【０１６０】
駆動制御部２４０は、操作入力があったと判定すると（Ｓ９：ＹＥＳ）、フローをステップＳ３にリターンし、振動パターンＰ１１で振動素子１４０Ａを駆動する。
【０１６１】
一方、駆動制御部２４０は、操作入力がないと判定すると（Ｓ９：ＮＯ）、一連の処理を終了する（エンド）。操作入力がない場合は、利用者が操作を行っていない場合であるため、振動素子１４０Ａを駆動する必要がないからである。
【０１６２】
なお、駆動制御部２４０は、ステップＳ４において、操作入力の位置が操作部１２１Ａ１〜１２１Ａ４の領域の境界に到達してない（Ｓ４：ＮＯ）と判定すると、フローをステップＳ９に進行させる。ステップＳ９で操作入力の有無を判定し、操作入力があればフローをステップＳ３にリターンして、振動パターンＰ１１で振動素子１４０Ａを駆動するためである。
【０１６３】
また、駆動制御部２４０は、ステップＳ６において、操作入力の位置が操作部１２１Ａ１〜１２１Ａ４の領域内ではない（Ｓ６：ＮＯ）と判定すると、フローをステップＳ９に進行させる。ステップＳ９で操作入力の有無を判定し、操作入力があればフローをステップＳ３にリターンして、振動パターンＰ１１で振動素子１４０Ａを駆動するためである。
【０１６４】
以上、実施の形態の入力装置１００によれば、トップパネル１２０の超音波帯の固有振動を発生させて利用者の指先に掛かる動摩擦力を変化させるので、利用者に良好な触感を提供することができる。
【０１６５】
実施の形態の車載用の入力装置１００は、利用者が車両１０を運転しているときに、触感だけで操作内容を知覚できるため、非常に利便性が高い。
【０１６６】
例えば、図９に示すナビゲーション装置の入力部として用いる入力装置１００Ａの場合は、操作部１２１Ａ１〜１２１Ａ４の境界部で、所定の期間ＴＰ１だけ振動素子１４０Ａをオフにするため、利用者は指先で凸部を感じることによって操作し易くなる。
【０１６７】
また、例えば、図１０に示したように、操作部１２１Ａ２（現在地）、操作部１２１Ａ３（ＭＥＮＵ）、及び操作部１２１Ａ２、１２１Ａ３以外の領域を触れたときに、互いに異なる振動パターンＰ１１、Ｐ１２、Ｐ１３を用いて振動素子１４０Ａを駆動すれば、利用者は指先の感触で操作部１２１Ａ２と１２１Ａ３を区別できる。
【０１６８】
また、実施の形態の入力装置１００（図１、２、５参照）は、正弦波発生器３１０で発生される超音波帯の正弦波の振幅のみを振幅変調器３２０で変調することによって駆動信号を生成している。正弦波発生器３１０で発生される超音波帯の正弦波の周波数は、トップパネル１２０の固有振動数に等しく、また、この固有振動数は振動素子１４０を加味して設定している。
【０１６９】
すなわち、正弦波発生器３１０で発生される超音波帯の正弦波の周波数又は位相を変調することなく、振幅のみを振幅変調器３２０で変調することによって駆動信号を生成している。
【０１７０】
従って、トップパネル１２０の超音波帯の固有振動をトップパネル１２０に発生させることができ、スクイーズ効果による空気層の介在を利用して、指でトップパネル１２０の表面をなぞったときの動摩擦係数を確実に低下させることができる。また、Sticky-band Illusion効果、又は、Fishbone Tactile Illusion効果により、トップパネル１２０の表面に凹凸が存在するような良好な触感を利用者に提供することができる。
【０１７１】
また、以上では、トップパネル１２０に凹凸が存在するような触感を利用者に提供するために、振動素子１４０のオン／オフを切り替える形態について説明した。振動素子１４０をオフにするとは、振動素子１４０を駆動する駆動信号が表す振幅値をゼロにすることである。
【０１７２】
しかしながら、このような触感を提供するために、必ずしも振動素子１４０をオンからオフにする必要はない。例えば、振動素子１４０のオフの状態の代わりに、振幅を小さくして振動素子１４０を駆動する状態を用いてもよい。例えば、振幅を１／５程度に小さくすることにより、振動素子１４０をオンからオフにする場合と同様に、トップパネル１２０に凹凸が存在するような触感を利用者に提供してもよい。
【０１７３】
この場合は、振動素子１４０の振動の強弱を切り替えるような駆動信号で振動素子１４０を駆動することになる。この結果、トップパネル１２０に発生する固有振動の強弱が切り替えられ、利用者の指先に凹凸が存在するような触感を提供することができる。
【０１７４】
振動素子１４０の振動の強弱を切り替えるために、振動を弱くする際に振動素子１４０をオフにすると、振動素子１４０のオン／オフを切り替えることになる。振動素子１４０のオン／オフを切り替えることは、振動素子１４０を断続的に駆動することである。
【０１７５】
以上、実施の形態によれば、良好な操作感を提供できる入力装置１００及び１００Ａを提供することができる。
【０１７６】
なお、以上では、操作部１２１Ａ３（ＭＥＮＵ）を操作する際に、振動パターンＰ１３（図１０参照）を用いて駆動する駆動パターンについて説明したが、図１２に示すような駆動パターンを用いてもよい。
【０１７７】
図１２は、実施例１の変形例による入力装置１００Ａの駆動制御部２４０の駆動パターンの一例を示す図である。図１２では、操作部１２１Ａ２に対応する点Ｂと点Ｃとの間の振動パターンＰ１２の最大振幅を図１０よりも小さくするとともに、操作部１２１Ａ３に対応する点Ｄと点Ｅとの間の振動を０にしてある。
【０１７８】
操作部１２１Ａ２の最大振幅を図１０よりも小さくすることにより、点Ａから点Ｂまでの操作部１２１Ａ２及び１２１Ａ３以外の領域に操作入力が行われているときと振幅が変わるので、操作入力の位置が操作部１２１Ａ２の領域内に入ったことをより知覚しやすくなる。
【０１７９】
また、操作部１２１Ａ３は、メニュー画面をディスプレイパネル１６０に表示させる操作部であるため、振動パターンＰ１３の振幅値を０に設定することにより、振動の生じない場所を操作部１２１Ａ３として利用者に認識させるようにしてもよい。
【０１８０】
また、実施例１の入力装置１００Ａは、図８に示すように、振動素子１４０Ａ及びタッチパネル１５０Ａがトップパネル１２０ＡのＸ軸方向の幅の約１／４の領域にのみ配設されている形態について説明した。
【０１８１】
しかしながら、例えば、図１に示す入力装置１００において、ディスプレイパネル１６０に、地図データと、ＧＵＩ部品による操作部１２１Ａ１〜１２１Ａ４とを表示し、操作入力の位置を含む領域に応じた振動パターンで振動素子１４０を駆動してもよい。
【０１８２】
この場合に、地図データを表示する領域内において行われる操作入力をタッチパネル１５０で検出し、操作入力による制御（地図データのスケールの変更、表示するエリアの変更等）を行ってもよい。
【０１８３】
＜実施例２＞
図１３は、実施例２の入力装置１００Ｂの内部構成を透過的に示す平面図である。実施例２の入力装置１００Ｂは、一例として、オーディオコントローラとして用いられる。このため、実施例２の入力装置１００Ｂは、例えば、図７に示す車両１０の室内のダッシュボード１２の中央部１２Ａ等に配設される。
【０１８４】
入力装置１００Ｂは、筐体１１０Ｂ、トップパネル１２０Ｂ、振動素子１４０Ｂ、タッチパネル１５０Ｂ、及びディスプレイパネル１６０Ｂを含む。図１３では、両面テープ１３０及び基板１７０を省略する。
【０１８５】
図１３に示す入力装置１００Ｂの筐体１１０Ｂには、凹部１１１Ｂが形成されている。凹部１１１Ｂは、平面視で矩形状であり、図１及び図２に示す実施の形態の筐体１１０の凹部１１１と同様に、平面視で筐体１１０Ｂの外枠部を除く全体に形成されている。
【０１８６】
なお、ここでは、トップパネル１２０Ｂを表示領域１２０Ｂ１と操作領域１２０Ｂ２とに分けて説明する。表示領域１２０Ｂ１は、オーディオコントローラの表示を行う領域であり、操作領域１２０Ｂ２は、オーディオコントローラの操作を行う領域である。表示領域１２０Ｂ１は、Ｘ軸負方向側に位置し、操作領域１２０Ｂ２はＸ軸正方向側に位置する。表示領域１２０Ｂ１と操作領域１２０Ｂ２のＸ軸方向の長さの比は、一例として、２：３である。
【０１８７】
凹部１１１Ｂの内部には、振動素子１４０Ｂ、タッチパネル１５０Ｂ、及びディスプレイパネル１６０Ｂが配設される。ディスプレイパネル１６０Ｂは、表示領域１２０Ｂ１の内部で、凹部１１１Ｂの底面に配設されている。
【０１８８】
振動素子１４０Ｂは、操作領域１２０Ｂ２の内部で、トップパネル１２０Ｂの裏面に貼り付けられている。タッチパネル１５０Ｂは、操作領域１２０Ｂ２の内部で、凹部１１１Ｂの底面に配設されている。
【０１８９】
実施例２の入力装置１００Ｂの振動素子１４０Ｂは、図１に示す実施の形態の入力装置１００の振動素子１４０に比べると、Ｘ軸方向の長さが約３／５程度である。
【０１９０】
これは、トップパネル１２０Ｂのうち、操作領域１２０Ｂ２の内部に位置するタッチパネル１５０Ｂと重複する領域の部分にのみ、トップパネル１２０Ｂの超音波帯の固有振動による定在波を発生させることができればよいからである。
【０１９１】
なお、トップパネル１２０Ｂの操作領域１２０Ｂ２の裏面には、オーディオコントローラの操作部を示す絵又は文字等が印刷されるが、図１３では図示を省略する。
【０１９２】
また、図１及び図２に示す両面テープ１３０に相当する両面テープは、平面視でトップパネル１２０Ｂの外周に沿って、凹部１１１Ｂを囲む領域に設けられており、筐体１１０Ｂとトップパネル１２０Ｂを接着している。
【０１９３】
図１４は、実施例２の入力装置１００Ｂを示す平面図である。
【０１９４】
図１４に示すように、ディスプレイパネル１６０にはオーディオステータスが表示されている。また、図１３でタッチパネル１５０Ｂを示した領域には、操作部１２１Ｂ１、１２１Ｂ２、１２１Ｂ３、１２１Ｂ４、１２１Ｂ５が配設されている。
【０１９５】
操作部１２１Ｂ１、１２１Ｂ２、１２１Ｂ３、１２１Ｂ４、１２１Ｂ５は、トップパネル１２０Ｂの裏面に印刷されている。このため、本来であれば、図１３に示すように、入力装置１００を動作させていない状態においても操作部１２１Ｂ１、１２１Ｂ２、１２１Ｂ３、１２１Ｂ４、１２１Ｂ５は見えるが、説明の便宜上、図１３では省略してある。
【０１９６】
操作部１２１Ｂ１、１２１Ｂ２、１２１Ｂ３、１２１Ｂ４、１２１Ｂ５の印刷が行われている５つの領域は、それぞれ、図６に示す領域データf1~f4のように、ＸＹ座標における位置が決められデータ化されている。また、操作部１２１Ｂ１、１２１Ｂ２、１２１Ｂ３、１２１Ｂ４、１２１Ｂ５に操作入力が行われると、それぞれ、所定の振動パターンで駆動制御部２４０によって振動素子１４０Ｂが駆動される。
【０１９７】
このような所定の振動パターンは、図６に示す振動パターンＰ１〜Ｐ４と領域データf1~f4とを関連付けるように、操作部１２１Ｂ１、１２１Ｂ２、１２１Ｂ３、１２１Ｂ４、１２１Ｂ５の印刷が行われている５つの領域の領域データと関連付けてメモリ２５０に格納しておけばよい。
【０１９８】
また、実施例２の入力装置１００Ｂは、平面視でタッチパネル１５０Ｂが位置する領域内において、操作部１２１Ｂ１、１２１Ｂ２、１２１Ｂ３、１２１Ｂ４、１２１Ｂ５以外の部分に操作入力が行われる場合にも、駆動制御部２４０によって振動素子１４０Ｂが駆動される。
【０１９９】
このため、平面視でタッチパネル１５０Ｂが位置する領域のうち、操作部１２１Ｂ１、１２１Ｂ２、１２１Ｂ３、１２１Ｂ４、１２１Ｂ５以外の領域を表す領域データと、振動パターンを表すデータについても、図６に示す振動制御データの振動パターンＰ１〜Ｐ４と領域データf1~f4のように関連付けておけばよい。
【０２００】
操作部１２１Ｂ１（Vol.）は音量を調整するダイアル型の操作部である。操作部１２１Ｂ１を反時計回りの方向を示す矢印の方向に回すように操作を行えば、音量を小さくするための操作入力を行うことができる。また、操作部１２１Ｂ１を時計回りの方向を示す矢印の方向に回すように操作を行えば、音量を大きくするための操作入力を行うことができる。
【０２０１】
操作部１２１Ｂ２（mode）はオーディオのモード入力状態を選択する操作部である。操作部１２１Ｂ３（set）はオーディオの設定入力状態を選択する操作部である。操作部１２１Ｂ４、１２１Ｂ５は、例えば、モード入力状態又は設定入力状態において、選択肢を選ぶ際に利用する操作部である。
【０２０２】
また、操作部１２１Ｂ１、１２１Ｂ２、１２１Ｂ３、１２１Ｂ４、１２１Ｂ５の印刷が行われている４つの領域内でトップパネル１２０Ｂの表面に操作入力を行うと、タッチパネル１５０Ｂから出力される位置データがＥＣＵ４００に入力される。これにより、それぞれ、音量の調整、モード入力状態の選択、設定入力状態の選択、モード入力状態又は設定入力状態における選択肢の選択を行うことができる。
【０２０３】
なお、実施例２の入力装置１００Ｂは、Ｘ軸方向において振動素子１４０Ｂとタッチパネル１５０Ｂとが存在する部分（操作領域１２０Ｂ２に対応する部分）のみを入力装置として捉えてもよい。この場合に、ディスプレイパネル１６０が存在する部分（表示領域１２０Ｂ１）については、入力装置に付属した表示部であると捉えてもよい。
【０２０４】
図１５は、実施例２の入力装置１００Ｂの駆動制御部２４０の駆動パターンの一例を示す図である。操作部１２１Ｂ２、１２１Ｂ３、１２１Ｂ４、１２１Ｂ５に対して操作入力が行われる際の駆動制御部２４０による駆動制御は、実施例１の入力装置１００Ａと同様であるため、ここでは、ダイアル型の操作部１２１Ｂ１に対して操作入力が行われる際の駆動制御部２４０による駆動制御について説明する。
【０２０５】
図１５において、横軸は時間軸を示し、縦軸は駆動信号の振幅を示す。
【０２０６】
時刻ｔ１で図１５の操作部１２１Ｂ１に示す点Ｓに利用者の指先が触れて操作入力が開始されることにより、駆動制御部２４０は、振動素子１４０Ｂの駆動を開始する。駆動制御部２４０は、振動パターンＰ１４で振動素子１４０Ｂを駆動し、トップパネル１２０Ｂを超音波帯の周波数で振動させる。
【０２０７】
振動パターンＰ１４は、振幅がＡ１で周波数が３５ｋＨｚの駆動信号を表す。ここで、振動パターンＰ１４は、操作部１２１Ｂ１で操作入力が行われた場合に用いる駆動信号を表すデータである。
【０２０８】
このように、振動パターンＰ１４によって振動素子１４０Ｂがオンの状態に保持されると、利用者の指先にかかる動摩擦係数はスクイーズ効果によって低下し、指先はトップパネル１２０Ｂの表面を移動しやすい状態になる。
【０２０９】
時刻ｔ２で操作入力の位置が移動し始めると、駆動制御部２４０は、始点である点Ｓからの操作入力の位置の移動量を検出する。また、このとき、駆動制御部２４０は、振動パターンＰ１４で振動素子１４０Ｂを駆動し続ける。
【０２１０】
時刻ｔ３で、操作入力の位置の移動量が、ダイアル型の操作部１２１Ｂ１の１目盛り分の操作量に到達すると、駆動制御部２４０は所定の期間ＴＰ１だけ振動素子１４０Ｂをオフにする。振動素子１４０Ｂをオフにすることは、駆動制御部２４０が振幅データを０にすることによって行えばよい。
【０２１１】
このように、振動素子１４０Ｂがオフにされると、トップパネル１２０の超音波帯の固有振動がオフにされるため、利用者の指先にかかる動摩擦力は増大し、利用者は指先の滑り難さ、あるいは、引っ掛かる感じを知覚することになる。そして、指先が滑りにくくなることにより、動摩擦力が高くなるときに、トップパネル１２０Ｂの表面に凸部が存在するように感じる。このため、利用者は指先で操作部１２１Ｂ１の操作が１目盛り分に達したことを知覚できる。
【０２１２】
ここで、振動素子１４０Ｂをオフにするのは、期間ＴＰ１の間だけである。期間ＴＰ１は、例えば、５０ミリ秒程度である。
【０２１３】
時刻ｔ３から期間ＴＰ１が過ぎた後に、利用者の操作入力の位置が移動し続けると、駆動制御部２４０は操作部１２１Ｂ１の領域データに対応する振動パターンＰ１４で振動素子１４０Ｂを駆動する。
【０２１４】
そして、時刻ｔ４で、操作入力の位置の移動量が、時刻ｔ３における操作入力の位置からダイアル型の操作部１２１Ｂ１の１目盛り分の操作量に到達すると、駆動制御部２４０は所定の期間ＴＰ１だけ振動素子１４０Ｂをオフにする。
【０２１５】
すなわち、駆動制御部２４０は、時刻ｔ３で操作入力の位置が１つ目の目盛りに到達したときの操作入力の位置を始点として再び操作入力の位置の移動量を監視し、時刻ｔ４で２つ目の目盛りに到達したときに、振動素子１４０Ｂをオフにする。
【０２１６】
時刻ｔ４から期間ＴＰ１が過ぎた後に、利用者の操作入力の位置が移動し続けると、駆動制御部２４０は操作部１２１Ｂ１の領域データに対応する振動パターンＰ１４で振動素子１４０Ｂを駆動する。
【０２１７】
そして、時刻ｔ５で、操作入力の位置の移動量が、時刻ｔ４における操作入力の位置からダイアル型の操作部１２１Ｂ１の１目盛り分の操作量に到達すると、駆動制御部２４０は所定の期間ＴＰ１だけ振動素子１４０Ｂをオフにする。
【０２１８】
すなわち、駆動制御部２４０は、時刻ｔ４で操作入力の位置が２つ目の目盛りに到達したときの操作入力の位置を始点として再び操作入力の位置の移動量を監視し、時刻ｔ５で３つ目の目盛りに到達したときに、振動素子１４０Ｂをオフにする。
【０２１９】
時刻ｔ５から期間ＴＰ１が過ぎた後に、利用者の操作入力の位置が移動し続けると、駆動制御部２４０は操作部１２１Ｂ１の領域データに対応する振動パターンＰ１４で振動素子１４０Ｂを駆動する。
【０２２０】
そして、時刻ｔ６で、操作入力が行われなくなると、振動素子１４０Ｂをオフにする。
【０２２１】
その後は、操作入力が行われないため、駆動制御部２４０が振動素子１４０を駆動することはない。
【０２２２】
図１６は、実施例２の入力装置１００Ｂの駆動制御部２４０が操作部１２１Ｂ１の操作に応じて実行する処理を示すフローチャートである。
【０２２３】
駆動制御部２４０は、まず、操作部１２１Ｂ１への操作入力があるかどうかを判定する（ステップＳ２１）。操作入力の有無は、ドライバＩＣ１５１（図５参照）から入力される位置データが操作部１２１Ｂ１の領域内に含まれるかどうかで判定すればよい。なお、駆動制御部２４０は、操作入力があると判定するまでステップＳ２１の処理を繰り返し実行する。
【０２２４】
駆動制御部２４０は、操作部１２１Ｂ１の操作入力があったと判定すると（Ｓ２１：ＹＥＳ）、振動パターンＰ１４で振動素子１４０Ｂを駆動する（ステップＳ２２）。これにより、トップパネル１２０Ｂの操作部１２１Ｂ１に超音波帯の固有振動が生じる。
【０２２５】
駆動制御部２４０は、操作入力の位置が移動中であるかどうかを判定する（ステップＳ２３）。操作入力の位置が移動中であるかどうかは、操作入力の位置に時間的な変化があるかどうかで判断すればよい。駆動制御部２４０は、操作入力の位置が移動中であると判定するまでステップＳ２３の処理を繰り返し実行する。
【０２２６】
なお、駆動制御部２４０は、操作入力の始点を表す座標を保持しておく。操作入力の始点を表す座標は、メモリ２５０に格納してもよい。
【０２２７】
また、操作入力の位置が移動中であるかどうかは、操作入力の位置の移動速度に基づいて判定してもよい。移動速度は、ベクトル演算によって算出すればよい。なお、閾値速度は、指先を移動させながら操作部１２１Ｂ１に操作入力を行う際における指先の移動速度の最低速度として設定すればよい。このような最低速度は、実験結果に基づいて設定してもよく、タッチパネル１５０の分解能等に応じて設定してもよい。
【０２２８】
駆動制御部２４０は、操作入力の位置の移動量が操作部１２１Ｂ１の１目盛り分に到達したかどうかを判定する（ステップＳ２４）。
【０２２９】
駆動制御部２４０は、操作入力の位置の移動量が操作部１２１Ｂ１の１目盛り分に到達した（Ｓ４：ＹＥＳ）と判定すると、所定期間ＴＰ１にわたって振動素子１４０Ｂをオフにする（ステップＳ２５）。利用者の指先に凸部の感触を提供するためである。
【０２３０】
次いで、駆動制御部２４０は、操作部１２１Ｂ１の領域内で操作入力が行われているかどうかを判定する（ステップＳ２６）。操作部１２１Ｂ１の操作に伴う駆動制御を行うかどうか判定するためである。
【０２３１】
駆動制御部２４０は、操作部１２１Ｂ１の領域内で操作入力が行われている（Ｓ２６：ＹＥＳ）と判定すると、フローをステップＳ２２にリターンする。これにより、駆動制御部２４０は振動素子１４０を振動パターンＰ１４で駆動し、ステップＳ２３以下の処理を引き続き行う。
【０２３２】
駆動制御部２４０は、操作部１２１Ｂ１の領域内で操作入力が行われていない（Ｓ２６：ＮＯ）と判定した場合は、一連の処理を終了する（エンド）。操作部１２１Ｂ１の領域内に操作入力がない場合は、利用者が操作部１２１Ｂ１の操作を行っていない場合であるため、振動素子１４０Ｂを駆動する必要がないからである。
【０２３３】
なお、駆動制御部２４０は、ステップＳ２４において、操作入力の位置の移動量が操作部１２１Ｂ１の１目盛り分に到達してない（Ｓ２４：ＮＯ）と判定すると、フローをステップＳ２６に進行させる。例えば、操作入力の位置の移動量が操作部１２１Ｂ１の１目盛り分に到達する前に、操作入力が終了する場合が有り得るからである。
【０２３４】
以上、実施例２の入力装置１００Ｂによれば、トップパネル１２０Ｂの超音波帯の固有振動を発生させて利用者の指先に掛かる動摩擦力を変化させるので、ダイアル型の操作部１２１Ｂ１を操作する利用者に良好な操作感を提供することができる。
【０２３５】
実施例２の入力装置１００Ｂは、利用者が車両１０を運転しているときに触感で操作内容を知覚できるため、非常に利便性が高い。
【０２３６】
＜実施例３＞
図１７は、実施例３の入力装置１００Ｃの内部構成を透過的に示す平面図である。実施例３の入力装置１００Ｃは、一例として、空調コントローラとして用いられる。このため、実施例３の入力装置１００Ｃは、例えば、図７に示す車両１０の室内のダッシュボード１２の中央部１２Ａ等に配設される。
【０２３７】
入力装置１００Ｃは、筐体１１０Ｃ、トップパネル１２０Ｃ、振動素子１４０Ｃ、タッチパネル１５０Ｃ１、１５０Ｃ２、１５０Ｃ３、及びディスプレイパネル１６０Ｃを含む。図１７では、両面テープ１３０及び基板１７０を省略する。
【０２３８】
図１７に示す入力装置１００Ｃの筐体１１０Ｃには、凹部１１１Ｃが形成されている。凹部１１１Ｃは、平面視で矩形状であり、図１及び図２に示す実施の形態の筐体１１０の凹部１１１と同様に、平面視で筐体１１０Ｃの外枠部を除く全体に形成されている。
【０２３９】
なお、ここでは、トップパネル１２０Ｃを表示領域１２０Ｃ１と操作領域１２０Ｃ２とに分けて説明する。表示領域１２０Ｃ１は、空調コントローラの表示を行う領域であり、操作領域１２０Ｃ２は、空調コントローラの操作を行う領域である。表示領域１２０Ｃ１は、図１７に示すように、Ｘ軸負方向側におけるＹ軸方向の中央部に位置し、操作領域１２０Ｃ２は、トップパネル１２０Ｃの矩形状の領域から表示領域１２０Ｃ１を除いたＵ字型の領域である。
【０２４０】
凹部１１１Ｃの内部には、振動素子１４０Ｃ、タッチパネル１５０Ｃ１、１５０Ｃ２、１５０Ｃ３、及びディスプレイパネル１６０Ｃが配設される。ディスプレイパネル１６０Ｃは、表示領域１２０Ｃ１の内部で、凹部１１１Ｃの底面に配設されている。
【０２４１】
振動素子１４０Ｃは、操作領域１２０Ｃ２の内部のＹ軸負方向側の短辺に沿って、Ｘ軸方向の略全体にわたる部分で、トップパネル１２０Ｃの裏面に貼り付けられている。タッチパネル１５０Ｃ１、１５０Ｃ２、１５０Ｃ３は、図１７に示すように、Ｕ字型の操作領域１２０Ｃ２の内部で、凹部１１１Ｃの底面に配設されている。
【０２４２】
実施例３の入力装置１００Ｃの振動素子１４０Ｃは、平面視で、図１に示す実施の形態の入力装置１００の振動素子１４０と略同一の形状である。ただし、図１に示す実施の形態の入力装置１００の振動素子１４０がトップパネル１２０のＹ軸正方向側の短辺に沿って配設されているのに対して、入力装置１００Ｃの振動素子１４０Ｃはトップパネル１２０ＣのＹ軸負方向側の短辺に沿って配設されている。
【０２４３】
タッチパネル１５０Ｃ１、１５０Ｃ２、１５０Ｃ３が配設される操作領域１２０Ｃ２は平面視でＵ字型であり、操作領域１２０Ｃ２の全体に定在波を生じさせるためには、トップパネル１２０Ｃの全体に、トップパネル１２０Ｃの超音波帯の固有振動による定在波を発生させる必要があるからである。
【０２４４】
なお、トップパネル１２０Ｃの操作領域１２０Ｃ２の裏面には、空調コントローラの操作部を示す絵又は文字等が印刷されるが、図１７では図示を省略する。
【０２４５】
また、図１及び図２に示す両面テープ１３０に相当する両面テープは、平面視でトップパネル１２０Ｃの外周に沿って、凹部１１１Ｃを囲む領域に設けられており、筐体１１０Ｃとトップパネル１２０Ｃを接着している。
【０２４６】
図１８は、実施例３の入力装置１００Ｃを示す平面図である。
【０２４７】
図１８に示すように、ディスプレイパネル１６０には地図が表示されている。また、図１７でタッチパネル１５０Ｃを示した領域には、操作部１２１Ｃ１、１２１Ｃ２、１２１Ｃ３、１２１Ｃ４、１２１Ｃ５、１２１Ｃ６、１２１Ｃ７、１２１Ｃ８が配設されている。
【０２４８】
操作部１２１Ｃ１、１２１Ｃ２、１２１Ｃ３、１２１Ｃ４、１２１Ｃ５、１２１Ｃ６、１２１Ｃ７、１２１Ｃ８は、トップパネル１２０Ｃの裏面に印刷されている。このため、本来であれば、図１７に示すように、入力装置１００を動作させていない状態においても操作部１２１Ｃ１、１２１Ｃ２、１２１Ｃ３、１２１Ｃ４、１２１Ｃ５、１２１Ｃ６、１２１Ｃ７、１２１Ｃ８は見えるが、説明の便宜上、図１７では省略してある。
【０２４９】
操作部１２１Ｃ１、１２１Ｃ２、１２１Ｃ３、１２１Ｃ４、１２１Ｃ５、１２１Ｃ６、１２１Ｃ７、１２１Ｃ８の印刷が行われている８つの領域は、それぞれ、図６に示す領域データf1~f4のように、ＸＹ座標における位置が決められデータ化されている。また、操作部１２１Ｃ１、１２１Ｃ２、１２１Ｃ３、１２１Ｃ４、１２１Ｃ５、１２１Ｃ６、１２１Ｃ７、１２１Ｃ８に操作入力が行われると、それぞれ、所定の振動パターンで駆動制御部２４０によって振動素子１４０Ｃが駆動される。
【０２５０】
このような所定の振動パターンは、図６に示す振動パターンＰ１〜Ｐ４と領域データf1~f4とを関連付けるように、操作部１２１Ｃ１、１２１Ｃ２、１２１Ｃ３、１２１Ｃ４、１２１Ｃ５、１２１Ｃ６、１２１Ｃ７、１２１Ｃ８の印刷が行われている８つの領域の領域データと関連付けてメモリ２５０に格納しておけばよい。
【０２５１】
また、実施例３の入力装置１００Ｃは、平面視でタッチパネル１５０Ｃが位置する領域内において、操作部１２１Ｃ１、１２１Ｃ２、１２１Ｃ３、１２１Ｃ４、１２１Ｃ５、１２１Ｃ６、１２１Ｃ７、１２１Ｃ８以外の部分に操作入力が行われる場合にも、駆動制御部２４０によって振動素子１４０Ｃが駆動される。
【０２５２】
このため、平面視でタッチパネル１５０Ｃが位置する領域のうち、操作部１２１Ｃ１、１２１Ｃ２、１２１Ｃ３、１２１Ｃ４、１２１Ｃ５、１２１Ｃ６、１２１Ｃ７、１２１Ｃ８以外の領域を表す領域データと、振動パターンを表すデータについても、図６に示す振動制御データの振動パターンＰ１〜Ｐ４と領域データf1~f4のように関連付けておけばよい。
【０２５３】
操作部１２１Ｃ１、１２１Ｃ２（FAN）は、風量を調整（増大又は減少）する操作部である。操作部１２１Ｃ３（A/C）はエアコンのオン／オフを選択する操作部である。操作部１２１Ｃ４は内気循環モードを選択する操作部である。操作部１２１Ｃ５（mode）は、空調のモード選択を行う操作部である。操作部１２１Ｃ６は、デフロスターのオン／オフを選択する操作部である。
【０２５４】
操作部１２１Ｃ７、１２１Ｃ８（TEMP）は、空調の設定温度を調整（上昇又は低下）する操作部である。
【０２５５】
また、操作部１２１Ｃ１、１２１Ｃ２、１２１Ｃ３、１２１Ｃ４、１２１Ｃ５、１２１Ｃ６、１２１Ｃ７、１２１Ｃ８の印刷が行われている４つの領域内でトップパネル１２０Ｃの表面に操作入力を行うと、タッチパネル１５０Ｃから出力される位置データがＥＣＵ４００に入力される。これにより、それぞれ、風量の調整、エアコンのオン／オフ、内気循環モードの選択、空調のモード選択、デフロスターのオン／オフ、設定温度の調整を行うことができる。
【０２５６】
なお、実施例３の入力装置１００Ｃは、Ｘ軸方向において振動素子１４０Ｃとタッチパネル１５０Ｃとが存在する部分（操作領域１２０Ｃ２に対応する部分）のみを入力装置として捉えてもよい。この場合に、ディスプレイパネル１６０が存在する部分（表示領域１２０Ｃ１）については、入力装置に付属した表示部であると捉えてもよい。
【０２５７】
図１９は、実施例３の入力装置１００Ｃの駆動制御部２４０の駆動パターンの一例を示す図である。ここでは、一例として、操作部１２１Ｃ７、１２１Ｃ８に対して操作入力が行われる際の駆動制御部２４０による駆動制御について説明する。
【０２５８】
図１９において、横軸は時間軸を示し、縦軸は駆動信号の振幅を示す。
【０２５９】
時刻ｔ１１で図１９の操作部１２１Ｃ７に利用者の指先が触れて操作入力が開始されることにより、駆動制御部２４０は、振動素子１４０Ｃの駆動を開始する。駆動制御部２４０は、振動パターンＰ１５で振動素子１４０Ｃを駆動し、トップパネル１２０Ｃを超音波帯の周波数で振動させる。
【０２６０】
振動パターンＰ１５は、振幅がＡ１１〜Ａ１２の範囲で増大する周波数が３５ｋＨｚの駆動信号を、周波数が２００Ｈｚの駆動信号で変調した駆動信号を表すデータである。ここで、振動パターンＰ１５は、操作部１２１Ｃ７で設定温度を上昇させるための操作入力が行われた場合に用いる駆動信号を表すデータである。
【０２６１】
時刻ｔ１１から時刻ｔ１２まで利用者の指先が操作部１２１Ｃ７に触れ続けて操作入力が行われると、駆動制御部２４０は、振動パターンＰ１５で徐々に振幅を増大させるように振動素子１４０Ｃを駆動し続ける。時刻ｔ１２で操作入力が行われなくなると、駆動制御部２４０は振動素子１４０の駆動を停止する。
【０２６２】
このように、振動パターンＰ１５によって振動素子１４０Ｃがオンの状態に保持されると、利用者の指先にかかる動摩擦係数はスクイーズ効果によって低下し、指先はトップパネル１２０Ｃの表面を移動しやすい状態になる。
【０２６３】
また、振幅が徐々に増大するので、利用者は指先で操作部１２１Ｃ７を操作して設定温度を上昇させていることを知覚できる。
【０２６４】
時刻ｔ１３で、利用者が操作部１２１Ｃ８への操作入力を開始すると、駆動制御部２４０は、振動素子１４０Ｃの駆動を開始する。駆動制御部２４０は、振動パターンＰ１６で振動素子１４０Ｃを駆動し、トップパネル１２０Ｃを超音波帯の周波数で振動させる。
【０２６５】
振動パターンＰ１６は、振幅がＡ１２〜Ａ１１の範囲で減少する周波数が３５ｋＨｚの駆動信号を、周波数が２００Ｈｚの駆動信号で変調した駆動信号を表すデータである。ここで、振動パターンＰ１６は、操作部１２１Ｃ８で設定温度を低下させるための操作入力が行われる場合に用いる駆動信号を表すデータである。
【０２６６】
時刻ｔ１３から時刻ｔ１４まで利用者の指先が操作部１２１Ｃ８に触れ続けて操作入力が行われると、駆動制御部２４０は、振動パターンＰ１６で徐々に振幅を増大させるように振動素子１４０Ｃを駆動し続ける。
【０２６７】
このように、振動パターンＰ１６によって振動素子１４０Ｃがオンの状態に保持されると、利用者の指先にかかる動摩擦係数はスクイーズ効果によって低下し、指先はトップパネル１２０Ｃの表面を移動しやすい状態になる。
【０２６８】
また、振幅が徐々に減少するので、利用者は指先で操作部１２１Ｃ８を操作して設定温度を低下させていることを知覚できる。
【０２６９】
図２０は、実施例３の入力装置１００Ｃの駆動制御部２４０が操作部１２１Ｃ７、１２１Ｃ８の操作に応じて実行する処理を示すフローチャートである。
【０２７０】
駆動制御部２４０は、まず、操作部１２１Ｃ７又は１２１Ｃ８への操作入力があるかどうかを判定する（ステップＳ３１）。操作入力の有無は、ドライバＩＣ１５１（図５参照）から入力される位置データが操作部１２１Ｃ７又は１２１Ｃ８の領域内に含まれるかどうかで判定すればよい。なお、駆動制御部２４０は、操作入力があると判定するまでステップＳ３１の処理を繰り返し実行する。
【０２７１】
駆動制御部２４０は、操作部１２１Ｃ７又は１２１Ｃ８への操作入力があった（Ｓ３１：ＹＥＳ）と判定すると、操作部１２１Ｃ７への操作入力であるかどうかを判定する（ステップＳ３２）。
【０２７２】
駆動制御部２４０は、ステップＳ３２において操作部１２１Ｃ７の操作入力があったと判定すると（Ｓ３２：ＹＥＳ）、振動パターンＰ１５で振動素子１４０Ｃを駆動する（ステップＳ３３）。これにより、トップパネル１２０Ｃには振動パターンＰ１５による超音波帯の固有振動が生じ、操作部１２１Ｃ７に触れている利用者の指先の動摩擦力は、振動パターンＰ１５による超音波帯の固有振動が伝達される。
【０２７３】
次いで、駆動制御部２４０は、操作部１２１Ｃ７又は１２１Ｃ８への操作入力があるかどうかを判定する（ステップＳ３４）。操作入力の有無は、ステップＳ３１と同様に、ドライバＩＣ１５１（図５参照）から入力される位置データが操作部１２１Ｃ７又は１２１Ｃ８の領域内に含まれるかどうかで判定すればよい。
【０２７４】
駆動制御部２４０は、操作部１２１Ｃ７又は１２１Ｃ８の操作入力があったと判定すると（Ｓ３４：ＹＥＳ）、フローをステップＳ３２にリターンする。
【０２７５】
一方、駆動制御部２４０は、操作部１２１Ｃ７又は１２１Ｃ８の操作入力がないと判定すると（Ｓ３４：ＮＯ）、一連の処理を終了する（エンド）。操作部１２１Ｃ７又は１２１Ｃ８の領域内に操作入力がない場合は、利用者が操作部１２１Ｃ７又は１２１Ｃ８の操作を行っていない場合であるため、振動素子１４０Ｃを駆動する必要がないからである。
【０２７６】
また、駆動制御部２４０は、ステップＳ３２において操作部１２１Ｃ７への操作入力がないと判定すると（Ｓ３２：ＮＯ）、振動パターンＰ１６で振動素子１４０Ｃを駆動する（ステップＳ３５）。これにより、トップパネル１２０Ｃには振動パターンＰ１６による超音波帯の固有振動が生じ、操作部１２１Ｃ８に触れている利用者の指先の動摩擦力は、振動パターンＰ１６による超音波帯の固有振動が伝達される。
【０２７７】
以上、実施例３の入力装置１００Ｃによれば、トップパネル１２０Ｃの超音波帯の固有振動を発生させて利用者の指先に掛かる動摩擦力を変化させるので、操作部１２１Ｃ７又は１２１Ｃ８を操作する利用者に良好な操作感を提供することができる。
【０２７８】
また、実施例３の入力装置１００Ｃは、利用者が車両１０を運転しているときに、振動の振幅の増大又は減少で操作部１２１Ｃ７又は１２１Ｃ８のどちらに触れているかを触感で操作内容を知覚できるため、非常に利便性が高い。
【０２７９】
図２１は、実施例３の入力装置１００Ｃの駆動制御部２４０の駆動パターンの他の例を示す図である。ここでは、図１９と同様に一例として、操作部１２１Ｃ７、１２１Ｃ８に対して操作入力が行われる際の駆動制御部２４０による駆動制御について説明する。
【０２８０】
図１９では、操作部１２１Ｃ７で設定温度を上昇させるための操作入力が行われた場合に、振幅がＡ１１〜Ａ１２の範囲で増大する振動パターンＰ１５を用いた。また、操作部１２１Ｃ８で設定温度を低下させるための操作入力が行われた場合に、振幅がＡ１２〜Ａ１１の範囲で減少する振動パターンＰ１６を用いた。
【０２８１】
図２１に示す駆動パターンは、操作部１２１Ｃ７で設定温度を上昇させるための操作入力が行われた場合に、周波数を増大させる振動パターンＰ１７を用い、操作部１２１Ｃ８で設定温度を低下させるための操作入力が行われた場合に、周波数が減少する振動パターンＰ１８を用いる。
【０２８２】
なお、振動パターンＰ１７は、振幅がＡ１１で周波数が３５ｋＨｚの駆動信号を、周波数が２００Ｈｚから４００Ｈｚに時間的に変化する駆動信号で変調した駆動信号を表すデータである。また、振動パターンＰ１８は、振幅がＡ１１で周波数が３５ｋＨｚの駆動信号を、周波数が４００Ｈｚから２００Ｈｚに時間的に変化する駆動信号で変調した駆動信号を表すデータである。
【０２８３】
このような振動パターンＰ１７、Ｐ１８を用いれば、利用者が車両１０を運転しているときに、周波数の増大又は減少で操作部１２１Ｃ７又は１２１Ｃ８のどちらに触れているかを触感で操作内容を知覚できる。また、操作部１２１Ｃ７又は１２１Ｃ８の場所を凸部が存在する触感で知覚できる。このため、非常に利便性が高い。
【０２８４】
＜実施例４＞
図２２は、実施例４の入力装置１００Ｄの内部構成を透過的に示す平面図である。実施例４の入力装置１００Ｄは、一例として、ウィンドウコントローラとして用いられる。このため、実施例４の入力装置１００Ｄは、例えば、図７に示す車両１０の室内のドアの内張１５等に配設される。
【０２８５】
入力装置１００Ｄは、筐体１１０Ｄ、トップパネル１２０Ｄ、振動素子１４０Ｄ、及びタッチパネル１５０Ｄを含む。図２２では、両面テープ１３０及び基板１７０を省略する。入力装置１００Ｄは、ディスプレイパネル１６０（図１参照）を含まない。
【０２８６】
図２２に示す入力装置１００Ｄの筐体１１０Ｄには、凹部１１１Ｄが形成されている。凹部１１１Ｄは、平面視で矩形状であり、図１及び図２に示す実施の形態の筐体１１０の凹部１１１と同様に、平面視で筐体１１０Ｄの外枠部を除く全体に形成されている。
【０２８７】
凹部１１１Ｄの内部には、振動素子１４０Ｄ及びタッチパネル１５０Ｄが配設される。振動素子１４０Ｄは、Ｙ軸負方向側の短辺に沿って、Ｘ軸方向の略全体にわたる部分で、トップパネル１２０Ｄの裏面に貼り付けられている。タッチパネル１５０Ｄは、図２２に示すように、振動素子１４０のＹ軸正方向側において、凹部１１１Ｄの底面に配設されている。
【０２８８】
実施例４の入力装置１００Ｄの振動素子１４０ＤのＸ軸方向の幅は、タッチパネル１５０のＸ軸方向の幅と略同じである。
【０２８９】
タッチパネル１５０Ｄが配設される領域の全体において、トップパネル１２０Ｄに定在波を生じさせるためには、振動素子１４０ＤのＸ軸方向の幅をタッチパネル１５０のＸ軸方向の幅と略同じにすることが望ましいからである。
【０２９０】
なお、トップパネル１２０Ｄの裏面には、ウィンドウコントローラの操作部を示す絵又は文字等が印刷されるが、図２２では図示を省略する。
【０２９１】
また、図１及び図２に示す両面テープ１３０に相当する両面テープは、平面視でトップパネル１２０Ｄの外周に沿って、凹部１１１Ｄを囲む領域に設けられており、筐体１１０Ｄとトップパネル１２０Ｄを接着している。
【０２９２】
図２３は、実施例４の入力装置１００Ｄの動作状態を示す平面図である。
【０２９３】
図２３に示すように、タッチパネル１５０Ｄが配設される領域には、操作部１２１Ｄ１、１２１Ｄ２、１２１Ｄ３、１２１Ｄ４が配設されている。
【０２９４】
操作部１２１Ｄ１、１２１Ｄ２、１２１Ｄ３、１２１Ｄ４は、トップパネル１２０Ｄの裏面に印刷されている。このため、本来であれば、図２２に示すように、入力装置１００を動作させていない状態においても操作部１２１Ｄ１、１２１Ｄ２、１２１Ｄ３、１２１Ｄ４は見えるが、説明の便宜上、図２２では省略してある。
【０２９５】
操作部１２１Ｄ１、１２１Ｄ２、１２１Ｄ３、１２１Ｄ４の印刷が行われている４つの領域は、それぞれ、図６に示す領域データf1~f4のように、ＸＹ座標における位置が決められデータ化されている。また、操作部１２１Ｄ１、１２１Ｄ２、１２１Ｄ３、１２１Ｄ４に操作入力が行われると、それぞれ、所定の振動パターンで駆動制御部２４０によって振動素子１４０Ｄが駆動される。
【０２９６】
このような所定の振動パターンは、図６に示す振動パターンＰ１〜Ｐ４と領域データf1~f4とを関連付けるように、操作部１２１Ｄ１、１２１Ｄ２、１２１Ｄ３、１２１Ｄ４の印刷が行われている４つの領域の領域データと関連付けてメモリ２５０に格納しておけばよい。なお、振動パターンＰ１〜Ｐ４はすべて同一であってもよい。
【０２９７】
なお、実施例４の入力装置１００Ｄにおいて、平面視でタッチパネル１５０Ｄが位置する領域内において、操作部１２１Ｄ１、１２１Ｄ２、１２１Ｄ３、１２１Ｄ４以外の部分に操作入力が行われる場合にも、駆動制御部２４０によって振動素子１４０Ｄを駆動してもよい。
【０２９８】
この場合は、平面視でタッチパネル１５０Ｄが位置する領域のうち、操作部１２１Ｄ１、１２１Ｄ２、１２１Ｄ３、１２１Ｄ４以外の領域を表す領域データと、振動パターンを表すデータについても、図６に示す振動制御データの振動パターンＰ１〜Ｐ４と領域データf1~f4のように関連付けておけばよい。
【０２９９】
操作部１２１Ｄ１、１２１Ｄ２、１２１Ｄ３、１２１Ｄ４は、それぞれ、前席右側のウィンドウ、前席左側のウィンドウ、後席右側のウィンドウ、後席左側のウィンドウの開閉操作を行う操作部である。
【０３００】
また、操作部１２１Ｄ１、１２１Ｄ２、１２１Ｄ３、１２１Ｄ４の印刷が行われている４つの領域内でトップパネル１２０Ｄの表面に操作入力を行うと、タッチパネル１５０Ｄから出力される位置データがＥＣＵ４００に入力される。これにより、それぞれ、前席右側のウィンドウ、前席左側のウィンドウ、後席右側のウィンドウ、後席左側のウィンドウの開閉操作を行うことができる。
【０３０１】
以上、実施例４の入力装置１００Ｄによれば、トップパネル１２０Ｄの超音波帯の固有振動を発生させて利用者の指先に掛かる動摩擦力を変化させるので、操作部１２１Ｄ１、１２１Ｄ２、１２１Ｄ３、１２１Ｄ４を操作する利用者に良好な操作感を提供することができる。
【０３０２】
また、実施例４の入力装置１００Ｄは、操作部１２１Ｄ１、１２１Ｄ２、１２１Ｄ３、１２１Ｄ４の境界部で振動素子１４０の振動を一定期間だけ停止させることにより、利用者は、操作部１２１Ｄ１、１２１Ｄ２、１２１Ｄ３、１２１Ｄ４の場所を凸部が存在する触感で知覚できるため、非常に利便性が高い。
【０３０３】
＜実施例５＞
図２４は、実施例５の入力装置１００Ｅの動作状態を示す平面図である。
入力装置１００Ｅには、実施例４の入力装置１００Ｄの振動素子１４０Ｄ及びタッチパネル１５０Ｄと同様の振動素子１４０Ｅ及びタッチパネル１５０Ｅが筐体１１０Ｅの凹部１１１Ｅの内部に配設されている。
【０３０４】
図２４に示すように、タッチパネル１５０Ｅが配設される領域には、操作部１２１Ｅ１、１２１Ｅ２、１２１Ｅ３、１２１Ｅ４、１２１Ｅ５、１２１Ｅ６が配設されている。
【０３０５】
操作部１２１Ｅ１、１２１Ｅ２、１２１Ｅ３、１２１Ｅ４、１２１Ｅ５、１２１Ｅ６は、トップパネル１２０Ｅの裏面に印刷されている。このため、本来であれば、図２４に示すように、入力装置１００を動作させていない状態においても操作部１２１Ｅ１、１２１Ｅ２、１２１Ｅ３、１２１Ｅ４、１２１Ｅ５、１２１Ｅ６は見えるが、説明の便宜上、図２４では省略してある。
【０３０６】
操作部１２１Ｅ１、１２１Ｅ２、１２１Ｅ３、１２１Ｅ４、１２１Ｅ５、１２１Ｅ６の印刷が行われている６つの領域は、それぞれ、図６に示す領域データf1~f4のように、ＸＹ座標における位置が決められデータ化されている。また、操作部１２１Ｅ１、１２１Ｅ２、１２１Ｅ３、１２１Ｅ４、１２１Ｅ５、１２１Ｅ６に操作入力が行われると、それぞれ、所定の振動パターンで駆動制御部２４０によって振動素子１４０Ｅが駆動される。
【０３０７】
このような所定の振動パターンは、図６に示す振動パターンＰ１〜Ｐ４と領域データf1~f4とを関連付けるように、操作部１２１Ｅ１、１２１Ｅ２、１２１Ｅ３、１２１Ｅ４、１２１Ｅ５、１２１Ｅ６の印刷が行われている６つの領域の領域データと関連付けてメモリ２５０に格納しておけばよい。なお、振動パターンＰ１〜Ｐ４はすべて同一であってもよい。
【０３０８】
操作部１２１Ｅ１、１２１Ｅ２は、それぞれ、左右のアウターミラーの選択、アウターミラーの格納を行う操作部である。操作部１２１Ｅ３、１２１Ｅ４、１２１Ｅ５、１２１Ｅ６は、それぞれ、アウターミラーの鏡面を上、下、左、右に移動させるための操作部である。
【０３０９】
その他は、実施例４の入力装置１００Ｄと同様である。
【０３１０】
以上、実施例５の入力装置１００Ｅによれば、トップパネル１２０Ｅの超音波帯の固有振動を発生させて利用者の指先に掛かる動摩擦力を変化させることにより、操作部１２１Ｅ１、１２１Ｅ２、１２１Ｅ３、１２１Ｅ４、１２１Ｅ５、１２１Ｅ６を操作する利用者に良好な操作感を提供することができる。
【０３１１】
また、実施例５の入力装置１００Ｅは、操作部１２１Ｅ１、１２１Ｅ２、１２１Ｅ３、１２１Ｅ４、１２１Ｅ５、１２１Ｅ６の境界部で振動素子１４０の振動を一定期間だけ停止させることにより、利用者は、操作部１２１Ｅ１、１２１Ｅ２、１２１Ｅ３、１２１Ｅ４、１２１Ｅ５、１２１Ｅ６の場所を凸部が存在する触感で知覚できるため、非常に利便性が高い。
【０３１２】
＜実施例６＞
図２５は、実施例６の入力装置１００Ｆの動作状態を示す平面図である。
【０３１３】
入力装置１００Ｆは、例えば、図７に示すステアリングホイール１３のスポーク部１３Ａに配設され、車両１０の利用者が運転しながら操作入力を行えるようになっている。
【０３１４】
入力装置１００Ｆには、実施例４の入力装置１００Ｄの振動素子１４０Ｄ及びタッチパネル１５０Ｄと同様の振動素子１４０Ｆ及びタッチパネル１５０Ｆが筐体１１０Ｆの凹部１１１Ｆの内部に配設されている。
【０３１５】
図２５に示すように、タッチパネル１５０Ｆが配設される領域には、操作部１２１Ｆ１、１２１Ｆ２が配設されている。
【０３１６】
操作部１２１Ｆ１、１２１Ｆ２は、トップパネル１２０Ｆの裏面に印刷されている。このため、本来であれば、図２５に示すように、入力装置１００を動作させていない状態においても操作部１２１Ｆ１、１２１Ｆ２は見えるが、説明の便宜上、図２５では省略してある。
【０３１７】
操作部１２１Ｆ１、１２１Ｆ２は、それぞれ、オーディオのボリューム等の増大又は減少の設定、ナビゲーション装置における現在地の表示を行う操作部である。
【０３１８】
その他は、実施例４、５の入力装置１００Ｄ、１００Ｄと同様である。
【０３１９】
以上、実施例６の入力装置１００Ｆによれば、トップパネル１２０Ｆの超音波帯の固有振動を発生させて利用者の指先に掛かる動摩擦力を変化させることにより、操作部１２１Ｆ１、１２１Ｆ２を操作する利用者に良好な操作感を提供することができる。
【０３２０】
また、実施例６の入力装置１００Ｆは、操作部１２１Ｆ１、１２１Ｆ２の境界部で振動素子１４０の振動を一定期間だけ停止させることにより、利用者は、操作部１２１Ｆ１、１２１Ｆ２の場所を凸部が存在する触感で知覚できる。
【０３２１】
また、車両１０の利用者がステアリングホイール１３から手を離さずに、運転しながら操作入力を行えるため、非常に利便性が高い。
【０３２２】
＜実施例７＞
図２６は、実施例７の入力装置１００Ｇの動作状態を示す平面図である。
【０３２３】
入力装置１００Ｇは、筐体１１０Ｇ、トップパネル１２０Ｇ、両面テープ１３０Ｇ、振動素子１４０Ｇ、タッチパネル１５０Ｇ、ディスプレイパネル１６０Ｇ、及び基板１７０Ｇを含む。
【０３２４】
図２６に示す入力装置１００Ｇは、トップパネル１２０Ｇが曲面ガラスであること以外は、図２に示す実施の形態の入力装置１００の構成と同様である。
【０３２５】
トップパネル１２０Ｇは、平面視における中央部がＺ軸正方向側に突出するように湾曲している。図２６には、トップパネル１２０ＧのＹＺ平面における断面形状を示すが、ＸＺ平面における断面形状も同様である。
【０３２６】
このように、曲面ガラスのトップパネル１２０Ｇを用い、かつ、トップパネル１２０Ｇの曲面を車両１０の内部又は外部の様々な部位に合わせることにより、良好な操作感の提供に加えて、デザイン的に車両１０の内部又は外部配設し易い入力装置１００Ｇを提供できる。
【０３２７】
以上、本発明の例示的な実施の形態の入力装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【０３２８】
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ、１００Ｆ、１００Ｇ  入力装置
１１０、１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ、１１０Ｄ、１１０Ｅ、１１０Ｆ、１１０Ｇ  筐体
１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄ、１２０Ｅ、１２０Ｆ、１２０Ｇ  トップパネル
１３０  両面テープ
１４０、１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃ、１４０Ｄ、１４０Ｅ、１４０Ｆ、１４０Ｇ  振動素子
１５０、１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃ、１５０Ｄ、１５０Ｅ、１５０Ｆ、１５０Ｇ  タッチパネル
１６０、１６０Ａ、１６０Ｂ、１６０Ｃ、１６０Ｄ、１６０Ｅ、１６０Ｆ、１６０Ｇ  ディスプレイパネル
１７０  基板
２００  制御部
２２０  アプリケーションプロセッサ
２３０  通信プロセッサ
２４０  駆動制御部
２５０  メモリ
３００  駆動制御装置
３１０  正弦波発生器
３２０  振幅変調器
【図１】
2015121964.tif 000006
【図２】
2015121964.tif 000007
【図３】
2015121964.tif 000008
【図４】
2015121964.tif 000009
【図５】
2015121964.tif 000010
【図６】
2015121964.tif 000011
【図７】
2015121964.tif 000012
【図８】
2015121964.tif 000013
【図９】
2015121964.tif 000014
【図１０】
2015121964.tif 000015
【図１１】
2015121964.tif 000016
【図１２】
2015121964.tif 000017
【図１３】
2015121964.tif 000018
【図１４】
2015121964.tif 000019
【図１５】
2015121964.tif 000020
【図１６】
2015121964.tif 000021
【図１７】
2015121964.tif 000022
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【国際調査報告】
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