(57)【要約】【課題】操作したときの感覚として振動が得られると同時に、振動音を除去する機能を備えたタッチパネル入力装置を得ること目的とする。【解決手段】本発明におけるタッチパネル入力装置は、画像を表示するLCD表示部１と、画像の表示制御を行うLCD表示制御部２と、LCD表示部１の上部に設置されるタッチパネル３と、タッチパネル３に押下入力が行われたときに押下検出、位置検出を行うタッチパネル検出部４と、LCD表示部１の下部に設置される振動素子５と、振動素子５の振動動作を制御する振動素子制御部６と、振動素子５から出力される振動音を除去するための音声を出力するスピーカ７と、スピーカ７の動作を制御するスピーカ制御部８と、スピーカ７から出力する音声の音声情報１１を格納するメモリ９と、タッチパネル検出部４からの検出信号を入力し、LCD表示制御部２、振動素子制御部６、スピーカ制御部８を制御するCPU１０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示するLCD表示部と、
前記LCD表示部に表示する画像の表示制御を行うLCD表示制御部と、
前記LCD表示部の上部に設置されるタッチパネルと、
前記タッチパネルに押下入力が行われたときに押下検出、位置検出を行うタッチパネル検出部と、
前記LCD表示部の下部に設置される振動素子と、
前記タッチパネルへの押下入力に基づいて前記振動素子の振動動作を制御する振動素子制御部と、
前記振動素子から出力される振動音を除去するための音声を出力するスピーカと、
前記タッチパネルへの押下入力に基づいて前記スピーカの動作を制御するスピーカ制御部と、
前記スピーカから出力する音声の音声情報を格納し、前記スピーカ制御部へ送出するメモリと、
前記タッチパネル検出部からの検出信号を入力し、前記LCD表示制御部、前記振動素子制御部、前記スピーカ制御部を制御するCPU（中央処理部）と、を備えるタッチパネル入力装置。
【請求項２】
前記CPUは、前記タッチパネルへの押下入力の位置が、前記LCD表示部に表示する画像の所定の領域内であるときに、前記振動素子が振動するように前記振動素子制御部を制御する請求項１に記載のタッチパネル入力装置。
【請求項３】
前記CPUは、前記タッチパネルへの押下入力の位置が、前記LCD表示部に表示する画像の所定の領域内であるときに、前記メモリに格納されている音声情報を前記スピーカ制御部へ送出し、前記スピーカから前記音声情報の音声を出力するように前記スピーカ制御部を制御する請求項２に記載のタッチパネル入力装置。
【請求項４】
前記メモリに格納されている音声情報は、前記振動素子が振動するときに発生する振動音に基づいて位相、周波数、振幅、遅延時間を設定し、
前記位相、周波数は、前記振動音の位相、周波数と同一であり、前記振幅は前記振動音の振幅を反転したものであり、前記遅延時間は前記振動素子の立ち上がり応答時間と、前記スピーカの立ち上がり応答時間の時間差である請求項１から３のいずれかに記載のタッチパネル入力装置。
【請求項５】
前記振動素子が発生する振動音と、前記スピーカから出力する音声の合成音を集音するマイクと、
前記マイクが集音した合成音から音声情報を生成する補正回路部と、をさらに備える請求項１から４のいずれかに記載のタッチパネル入力装置。
【請求項６】
前記CPUは、
前記補正回路部で生成した音声情報の負の値と前記メモリに格納されている音声情報を加算した補正音声情報を生成し、
前記タッチパネルへの押下入力の位置が、前記LCD表示部に表示する画像の所定の領域内であるときに、前記スピーカから前記補正音声情報の音声を出力するように前記スピーカ制御部を制御する請求項５に記載のタッチパネル入力装置。
【請求項７】
前記補正回路部の動作の開始を制御する時計手段をさらに備える請求項５または６に記載のタッチパネル入力装置。
【請求項８】
前記補正回路部の動作の開始を制御する外部入力手段をさらに備える請求項５または６に記載のタッチパネル入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば携帯型ゲーム機、PDA、携帯電話などの電子機器に使用されるタッチパネル入力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の液晶表示装置を備えたタッチパネル式入力装置において、操作したときの感覚を得るため、入力操作により入力装置自体が振動するための機能を備えたものがある（下記特許文献１参照）。このようなタッチパネル入力装置は、タッチパネル、液晶表示ユニット（LCD）、振動素子、中央処理装置（CPU）、タッチパネル検出部、LCD表示制御部、振動素子制御部を備えている。
【０００３】
利用者がタッチパネルの表面を押すと、タッチパネル検出部はタッチパネルに押下入力があったこと、および押下されたタッチパネル上の位置（X、Y座標上の位置）を検出し、この検出した情報をCPUへ送出する。CPUでは、LCD表示制御部を通じてLCDに表示している操作ボタンの位置と、タッチパネル検出部から通知された位置とを比較する。比較した結果が操作ボタンの領域内にあれば、CPUは振動素子制御部に対して振動素子を制御するように指示する。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１３７５７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のタッチパネル入力装置によると、入力操作によりタッチパネル入力装置自体が振動するため、振動音が発生するという問題があった。振動素子を備えることによって振動の感覚があるのは便利だが、振動音が気になるため、振動機能をOFFして使用したいとの要望があった。
【０００６】
そこで本発明はかかる問題を解決するためになされたものであり、操作したときの感覚として振動が得られると同時に、振動音を除去する機能を備えたタッチパネル入力装置を得ること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明におけるタッチパネル入力装置は、画像を表示するLCD表示部と、前記LCD表示部に表示する画像の表示制御を行うLCD表示制御部と、前記LCD表示部の上部に設置されるタッチパネルと、前記タッチパネルに押下入力が行われたときに押下検出、位置検出を行うタッチパネル検出部と、前記LCD表示部の下部に設置される振動素子と、前記タッチパネルへの押下入力に基づいて前記振動素子の振動動作を制御する振動素子制御部と、前記振動素子から出力される振動音を除去するための音声を出力するスピーカと、前記タッチパネルへの押下入力に基づいて前記スピーカの動作を制御するスピーカ制御部と、前記スピーカから出力する音声の音声情報を格納し、前記スピーカ制御部へ送出するメモリと、前記タッチパネル検出部からの検出信号を入力し、前記LCD表示制御部、前記振動素子制御部、前記スピーカ制御部を制御するCPU（中央処理部）とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のタッチパネル入力装置によれば、タッチパネル操作時に振動素子が振動して、振動音を発生するとともに、スピーカーから振動素子の振動音を除去するための音声を出力するので、振動音をスピーカからの出力音声との干渉によりかき消すことができる。これにより、利用者は振動音を気にすることなく、快適に操作することが可能である。また、遅延時間を設定しているため、振動音とスピーカからの出力音声の開始時間を合わすことができ、精度良く音を干渉させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１におけるタッチパネル入力装置の構成を示した図である。タッチパネル入力装置は、画像を表示する液晶表示ユニット１（以下LCD表示部１と記載）、LCD表示部１に表示する画像の表示制御を行うLCD表示制御部２、LCD表示部１の上部に設置されるタッチパネル３、タッチパネル３に押下入力が行われたときに押下検出、位置検出を行うタッチパネル検出部４、LCD表示部１の下部に設置されるバイブレータ５（以下振動素子５と記載）、タッチパネル３への押下入力に基づいて振動素子５の振動動作を制御する振動素子制御部６、振動素子５から出力される振動音を除去するための音声を出力するスピーカ７、タッチパネル３への押下入力に基づいてスピーカ７の動作を制御するスピーカ制御部８、スピーカ７から出力する音声の音声情報１１（位相θ、周波数f、振幅P、遅延時間τ）を格納し、スピーカ制御部８へ送出するメモリ９、タッチパネル検出部４からの検出信号を入力し、LCD表示制御部２、振動素子制御部６、スピーカ制御部８を制御する中央処理装置１０（以下CPU１０と記載）を備える。
【００１０】
本実施の形態において、タッチパネル３は、フィルムとプラスチックで構成される抵抗膜方式のタッチパネル３で説明するが、方式自体は何であっても良い。また、液晶表示部３は、それ以外の表示装置であっても良い。また、バイブレータ５は、それ以外の振動素子５であっても良い。
【００１１】
図２は、タッチパネル入力装置の動作を示したフローチャートであり、図１，２を参照してタッチパネル入力装置の動作について説明する。はじめに、CPU１０は、LCD表示制御部２へ表示画像データを送出して、画像表示指示を送る（S−１）。LCD表示制御部２は、CPU１０から表示画像データを受け取り、操作ボタンなどの任意の表示画像をLCD表示部１に表示する（S−２）。
【００１２】
タッチパネル３を押下すると（S−３）、タッチパネル３のフィルム側とプラスチック側の電極が接触し、X軸、Y軸の電圧値がタッチパネル検出部４に入力される（S−４）。タッチパネル検出部４は、電圧値をデジタル値のX座標、Y座標に変換し、CPU１０へ出力する（S−５）。ここで、タッチパネル３は、LCD表示部１の上部に設置されており、LCD表示部１に表示される表示画像を読み取ることができるように透明な構成となっている。
【００１３】
CPU１０は、このX座標、Y座標とLCD表示部１に表示した表示画像データの位置とを比較し（S−６）、押下されたタッチパネル３の位置が表示画像データの操作ボタンなどの応答すべき領域内と判断すれば（S−７）、振動素子制御部６に振動素子５を振動するよう指示を送る（S−８）。振動素子制御部６は、CPU１０からの信号によって振動素子５を振動させ、同時に振動音が発生する（S−９）。
【００１４】
また、押下されたタッチパネル３の位置が表示画像データの操作ボタンなどの応答すべき領域内と判断すれば（S−７）、CPU１０は、メモリ９から音声情報１１（位相θ、周波数f、振幅P、遅延時間τ）を呼び出し、この音声情報１１をスピーカ制御部８へ転送して、スピーカ７からこの音声情報１１に従った音声を出力するよう指示を出す（S−１０）。スピーカ制御部８は、音声情報１１の特性に従った音声信号をスピーカ７に出力して、遅延時間τの遅延をもたせてスピーカ７から音声を出力する（S−１１）。
【００１５】
ここで、音声情報１１（位相θ、周波数f、振幅P、遅延時間τ）は、振動素子５の振動音をかき消す特性を持つ必要があるので、位相θ、周波数fは振動素子５の振動音と同位相、同一周波数であり、振幅Pは振動音の振幅に対して反転した負の特性をもつ振幅とする。遅延時間τは振動素子５の立ち上がり応答時間と、スピーカ７の立ち上がり応答時間の時間差を設定しておく。この音声情報１１は、あらかじめメモリ９に格納されているものとする。
【００１６】
図３は、遅延時間τを決定するために振動素子５の集音信号波形１５とスピーカ７の出力信号波形１６の観測波形を示した図である。振動素子５の遅延時間τは、振動素子５の振動音をマイクで集音し、集音した信号の立ち上がり時間と、遅延時間τ＝０とした場合のスピーカ７の立ち上がり時間を波形で観測し、この信号の立ち上がり時間の差分を遅延時間τとして決定し、あらかじめメモリ９に書き込んでおく。
【００１７】
以上から、タッチパネル３操作時に振動素子５が振動して、振動素子５から振動音が発生するとともに、スピーカ７から振動素子５の振動音を除去するための音声を出力するので、振動音をスピーカ７からの出力音声との干渉によりかき消すことができる。これにより、利用者は振動音を気にすることなく、快適に操作することが可能である。また、遅延時間を設定しているため、振動音とスピーカ７からの出力音声の開始時間を合わすことができるので、精度良く音を干渉させることができる。
【００１８】
＜実施の形態２＞
図４は、本発明の実施の形態２におけるタッチパネル入力装置の構成を示した図である。実施の形態１と異なる点は、振動素子５が発生する振動音と、スピーカ７から出力する音声の合成音を集音するマイク１２と、マイク１２が集音した合成音から音声情報を生成する補正回路部１３をさらに備えた点である。
【００１９】
図５は、タッチパネル入力装置の動作を示したフローチャートであり、図４，５を参照してタッチパネル入力装置の動作について説明する。ここで、S−９，S−１１までは実施の形態１と同様のため説明を省略する。振動素子５から振動音の発生（S−９），スピーカ７から音声の出力（S−１１）と同時に、振動素子５から発生する振動音と、スピーカ７から出力する音声の合成音をマイク１２で集音し、集音された信号が補正回路部１３へ入力される（S−１２）。補正回路部１３に入力された信号の特性から合成音データ１４（位相θ２、周波数f２、振幅P２、遅延時間τ２）を生成して、補正回路部１３に格納する（S−１３）。
【００２０】
次に、タッチパネル３を押下し（S−１４）、押下されたタッチパネル３の位置が表示画像データの操作ボタンなどの応答すべき領域内と判断すれば（S−１５）、CPU１０は、振動素子制御部６に振動素子５を振動するよう指示を送る（S−２１）。振動素子制御部６は、CPU１０からの信号によって振動素子５へ駆動信号を出力し（S−２２）、振動素子５を振動させ、同時に振動音が発生する（S−２３）。
【００２１】
また、タッチパネル３を押下し（S−１４）、押下されたタッチパネル３の位置が表示画像データの操作ボタンなどの応答すべき領域内と判断すれば（S−１５）、CPU１０は、メモリ９から音声情報１１（位相θ、周波数f、振幅P、遅延時間τ）および補正回路１３から合成音データ１４（位相θ２、周波数f２、振幅P２、遅延時間τ２）を呼び出し、音声情報１１および合成音データ１４をスピーカ制御部８へ転送する（S−１６）。また、CPUは、スピーカ制御部８へ音声情報１１と合成音データ１４を加算した補正後データ１５（位相θ３、周波数f３、振幅P３、遅延時間τ３）の特性に従った音声をスピーカ７より出力するよう指示を出す（S−１７）。スピーカ制御部８では、この音声情報１１と合成音データ１４の負の値を加算し、補正後データ１５を生成する（S−１８）。スピーカ制御部８は、補正後データ１５の特性に従った音声信号をスピーカ７に出力して、遅延時間τ３の遅延をもたせて音声を出力する（S−１９、S−２０）。
【００２２】
図６は、合成音データ１４を生成する動作を示した図である。図６（a）は、振動素子５の振動音と音声情報１１から合成データ１４を生成する動作を示した図である。合成音の波形１８は、振動素子５の振動音の波形１６とスピーカ７から出力される音声情報１１の特性に従った音声の波形１７との合成により得られ、この合成音の波形１８は、マイク１２から集音された後、補正回路部１３でA／D変換され、デジタル値で位相θ２、周波数f２、振幅P２が計測される。また、遅延時間τ２は、振幅のしきい値を超えた時間を計測し、算出される。この位相θ２、周波数f２、振幅P２、遅延時間τ２を合成データ１４とする。
【００２３】
図６（b）は、振動素子５の振動音と補正後データ１５から合成データ２２を生成する動作を示した図である。補正後データ１５は、合成データ１４（位相θ２、周波数f２、振幅P２、遅延時間τ２）の負の値が、音声情報１１（位相θ、周波数f、振幅P、遅延時間τ）に加算されて得られる。加算後のデータを補正後データ１５（位相θ３、周波数f３、振幅P３、遅延時間τ３）としてスピーカ制御部８に設定し、振動素子５の振動音が発生するのと同時に補正後データ１５に従った音声がスピーカ７から出力する。このときの振動素子５の振動音の波形１９と、スピーカ７から出力された音声の波形２０との合成により合成音の波形２１が得られる。この合成音の波形２１は、マイク１２から集音された後、補正回路部１３でA／D変換され、デジタル値で位相θ２、周波数f２、振幅P２が計測される。また、遅延時間τ２は、振幅のしきい値を超えた時間を計測し、算出される。この位相θ２、周波数f２、振幅P２、遅延時間τ２を合成データ２２とする。
【００２４】
以上のように、マイク１２と補正回路部１３をさらに備えることにより、筐体ごとの振動音のばらつきや利用者ごとに異なる手の大きさや握り方の固有差を補正した音声を、スピーカ７から出力するので、振動音の除去効果を高めることができ、より快適に操作することが可能となる。
【００２５】
＜実施の形態３＞
本実施の形態におけるタッチパネル入力装置は、時計回路をさらに備え、この時計回路をCPU１０に接続し、定期補正機能を備えた構成である。以下動作を具体例を用いて説明する。時計回路により、振動素子５の振動音の補正時刻を毎日７：００に設定すると、７：００以降に初めて操作したときに図５に示す制御の流れに従った補正を行う。スピーカ制御部８は、補正後データ１５（位相θ３、周波数f３、振幅P３、遅延時間τ３）に従った特性をもつ音声をスピーカ７へ入力し、スピーカ７から音声が出力される。その他の構成、動作は実施の形態２と同様のため、説明を省略する。ここで、定期補正機能は時計回路に限らず、周期タイマであっても良い。
【００２６】
以上から、定期的に音声情報１１を補正する機能を備えるため、筐体の経年変化や複数の利用者で使用することによる振動音のバラツキの影響を、より精度良く抑えることが可能となる。
【００２７】
＜実施の形態４＞
本実施の形態におけるタッチパネル入力装置は、LCD表示部１に表示する表示画像データに補正用のメニューボタンを表示し、補正用のメニューボタンを押下ると図５に示す制御の流れに従った補正を行う構成である。その他の構成、動作は実施の形態２と同様のため説明を省略する。ここで、補正用のメニューボタンは、機械スイッチであっても良い。
【００２８】
以上から、定期的に音声情報１１を補正する機能を備えるため、筐体の経年変化や複数の利用者で使用することによる振動音のバラツキの影響を、より精度良く抑えることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
この発明の活用例として、タッチパネル操作を行うゲーム機器や携帯電話機器などの端末機に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態１におけるタッチパネル入力装置の構成を示した図である。
【図２】本発明の実施の形態１におけるタッチパネル入力装置の動作を示したフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１における遅延時間τを決定するための観測波形を示した図である。
【図４】本発明の実施の形態２におけるタッチパネル入力装置の構成を示した図である。
【図５】本発明の実施の形態２におけるタッチパネル入力装置の動作を示したフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態２における合成音データを生成する動作を示した図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  LCD表示部、２  LCD表示制御部、３  タッチパネル、４  タッチパネル検出部、５  振動素子、６  振動素子制御部、７  スピーカ、８  スピーカ制御部、９  メモリ、１０  CPU、１１  音声情報、１２  マイク、１３  補正回路部、１４，２２  合成データ、１５  補正後データ、１６，１９  振動音の波形、１７，２０  音声の波形、１８，２１  合成音の波形。
【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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