(57)【要約】【課題】振動応答型タッチパネルの快適な使用感が得られるようにする。【解決手段】振動選択モードにして、タッチパネル１の表示素子２に操作対象画面を表示して、操作入力を受け付ける。表示素子２に表示されたボタンが押されると、設定値選択回路７は、振動波形の種類と振動パラメータの所定の組合せの１つを順次選択して出力する。波形制御回路８と波形発生回路１０で振動波形を発生し、振動子３で、タッチパネル１の振動板４に振動を与える。好みの応答振動を選択すると、設定値記憶回路９に振動波形の種類と振動パラメータとの組からなる設定値が保持される。通常動作モードでは、設定値記憶回路９から読み出した設定値に対応する振動波形を発生する。タッチパネル１に表示される操作入力ボタン表示に対応させて、設定値を保持することもできる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作対象画面を表示して操作入力を受け付けるタッチパネル部と、前記タッチパネル部に振動を与える振動発生器と、前記タッチパネル部に対する操作入力が受け付けられたことに応答して前記振動発生器から振動を発生させる振動制御手段とを具備する振動応答型タッチパネルにおいて、前記振動制御手段に、振動波形の種類と振動パラメータの所定の組合せのうちから１つを選択して出力する波形選択手段と、振動波形の種類と振動パラメータとの組からなる設定値を保持する記憶手段と、前記記憶手段から読み出した設定値に対応する振動波形を発生する振動波形発生手段とを設けたことを特徴とする振動応答型タッチパネル。
【請求項２】
前記記憶手段に、前記タッチパネル部に表示される操作入力ボタン表示に対応させて設定値を保持する手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の振動応答型タッチパネル。
【請求項３】
前記波形選択手段に、振動波形の種類と振動パラメータを順次変更して出力する順次選択手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の振動応答型タッチパネル。
【請求項４】
操作対象画面を表示して操作入力を受け付けるタッチパネル部と、前記タッチパネル部に振動を与える振動発生器と、前記タッチパネル部に対する操作入力が受け付けられたことに応答して前記振動発生器から振動を発生させる振動制御手段とを具備し、前記振動制御手段は、振動波形の種類と振動パラメータの組合せを設定する波形設定手段と、前記波形設定手段から出力された組合せに対応する振動波形を発生する振動波形発生手段とを備えたことを特徴とする触覚感度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動応答型タッチパネルに関し、特に、快適な使用感が得られるように設定できる振動応答型タッチパネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器の入力インタフェースとしては、視覚的に操作するものが最もよく利用されている。音声を使って操作できるものもある。代表的な入力インタフェースであるキーボードでは、キーを押すとクリック感があり、入力したことを確認できる。音声入力装置では、画面に音声認識結果が表示されることで、入力結果を確認している。キーボードの代わりに使われるタッチパネルでは、画面に表示された文字や絵を指でタッチすると、ピッという音が出て、入力したことを確認できるようにしている。しかし、タッチパネルから確認音が出ると騒音になることもあるので、指先の感覚で確認できるようにすることが提案されている。
【０００３】
特許文献１に開示された「薄型スイッチおよびスイッチ付表示パネル」は、タッチパネルのスイッチ部を操作したことを指で感知することができる薄型スイッチおよびスイッチ付表示パネルである。このスイッチ付表示パネルは、図４（ａ）に示すように、情報表示機能を有する表示パネルの上方に、薄型スイッチを配置してある。薄型スイッチは、タッチ面の裏にスイッチ部がある。抵抗膜式のタッチパネルは、ストロークがほぼ０で操作可能である。タッチパネルのスイッチ部が操作されたことに応答して、タッチパネル全体を振動させる。タッチパネルのスイッチ部を操作したことを、タッチ面の振動によって指で感知することができる。
【０００４】
特許文献２に開示された「携帯型電子機器、電子機器、振動発生器、振動による報知方法および報知制御方法」は、操作入力が受け付けられたことや操作入力に対する電子機器の応答を、ユーザが画面を見ずに容易に確認できるようにするものである。タッチパネルや操作キーに対する操作入力が受け付けられたことを検知した場合に、図４（ｂ）に示すように、駆動信号生成回路を介して、振動アクチュエータを駆動し、振動を発生させる。この振動により、タッチパネルおよび操作キーを、その表面に対して垂直となる方向に振動させる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−１６１６０２号公報
【特許文献２】
特開２００２−１４９３１２号公報
【非特許文献１】
福本雅朗、杉村利明：「タッチパネルにクリック感を付加できるＡｃｔｉｖｅ  Ｃｌｉｃｋインタラクション」２００１．
【非特許文献２】
高崎正也：「弾性表面波を用いた皮膚ディスプレイの開発」２０００年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集、２０００．
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の振動応答型タッチパネルでは、利用者の個性に応じた応答が設定できないので、利用者によっては快適な使用感が得られないことがあり、応答振動の区別ができないこともあるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題を解決して、タッチパネルの快適な使用感が得られるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明では、操作対象画面を表示して操作入力を受け付けるタッチパネル部と、タッチパネル部に振動を与える振動発生器と、タッチパネル部に対する操作入力が受け付けられたことに応答して振動発生器から振動を発生させる振動制御手段とを具備する振動応答型タッチパネルの振動制御手段に、振動波形の種類と振動パラメータの所定の組合せのうちから１つを選択して出力する波形選択手段と、振動波形の種類と振動パラメータとの組からなる設定値を保持する記憶手段と、記憶手段から読み出した設定値に対応する振動波形を発生する振動波形発生手段とを設けた。このように構成したことにより、使用者に応じた応答振動を設定ができ、タッチパネルの快適な使用感が得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図３を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態は、使用者が好みのクリック感を選択できる振動応答型タッチパネルである。
【００１１】
図１は、本発明の第１の実施の形態における振動応答型タッチパネルの概念図である。図１において、タッチパネル１は、表示画面をタッチして入力すると、振動で応答が返るタッチパネルである。表示素子２は、文字や絵を表示するとともにタッチ位置を検出する素子である。振動子３は、振動で応答を返すための振動発生用ピエゾアクチュエータである。ピエゾアクチュエータは、最大変位１００μｍの縦振動を行うものである。振動板４は、振動子の振動を指に伝える板である。タッチパネルドライバ回路５は、表示素子を制御してタッチ位置を示す信号を得る回路である。振動子駆動回路６は、振動子に駆動電流を印加する回路である。
【００１２】
設定値選択回路７は、振動波形やパラメータを選択するための回路である。波形制御回路８は、選択された振動波形やパラメータに基づいて振動波形を発生するための制御を行う回路である。設定値記憶回路９は、選択された振動波形はパラメータを保持する回路である。波形発生回路１０は、選択された振動波形やパラメータに基づいて振動波形を発生する回路である。タッチパネル１から振動子駆動回路６までは、従来の振動応答型タッチパネルと同じである。
【００１３】
上記のように構成された本発明の第１の実施の形態における振動応答型タッチパネルの動作を説明する。最初に通常動作モードの場合を説明する。タッチパネル１の表示素子２に表示された操作入力ボタン表示を、振動板４を介して指でタッチすると、タッチパネルドライバ回路５の信号が波形制御回路８に入る。波形制御回路８は、入力が受け付けられたことに応じて、設定値記憶回路９の設定値を読み出し、波形発生回路１０を制御して、目的の振動波形信号を発生する。振動波形信号は、振動子駆動回路６で増幅されて、振動子３を駆動する。その振動は、振動板４を介して指に伝えられる。
【００１４】
振動選択モードの場合を説明する。タッチパネル１の応答振動の種類を変更する場合は、図示していない手段により振動選択モードに設定する。タッチパネル１の表示素子２に表示された操作入力ボタン表示を、振動板４を介して指でタッチすると、タッチパネルドライバ回路５の信号が設定値選択回路７に入り、最初の振動波形と振動パラメータが１つ選択される。波形制御回路８により波形発生回路１０が制御されて、振動パラメータに従って振動波形が発生される。振動子駆動回路６により振動子３が駆動され、振動板４が振動する。
【００１５】
もう一度タッチすると、次のパラメータが選択されて、同様に振動板４が振動する。好みの応答振動が得られるまで、これを繰り返す。好みの応答振動が得られたら、選択キーを押すと、振動波形と振動パラメータのデータが設定値記憶回路９に格納される。
【００１６】
設定値選択回路７で選択できる波形は、基本波形としては、正弦波と三角波と矩形波を用意する。それ以外の波形、例えば鋸波や台形波も、選択できるようにしておく。パラメータは、周波数と、立上り時間と、立下り時間と、振幅と、継続時間である。立上り時間と立下り時間は、基本的には、１ｍｓと１０ｍｓと２０ｍｓと３０ｍｓと４０ｍｓと５０ｍｓと６０ｍｓである。
【００１７】
すべての組合せを順次選択すると膨大になるので、最初は粗大モードにしてまかな区切りで波形とパラメータの組合せ生成して順次出力する。好みの振動に近いところで、精細モードにして細かく選択するようにもできる。目的の振動がない場合は、パラメータの組合せを手で入力して指示することもできる。
【００１８】
正常に入力されたときの応答振動と、エラーの時の応答振動を別のものに設定することもできる。入力を受け付けないキーを押したときの振動を特定の振動に設定しておくことにより、タッチミスを直ちに知ることができる。
【００１９】
上記のように、本発明の第１の実施の形態では、振動応答型タッチパネルを、使用者が好みのクリック感を選択できるように構成したので、タッチパネルの快適な使用感が得られるようになる。
【００２０】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態は、振動の種類を変えて、振動に対する指の触覚感度を測定する触覚感度測定装置である。
【００２１】
図２は、本発明の第２の実施の形態における触覚感度測定装置の概念図である。図２において、タッチパネル１は、表示画面をタッチして入力すると、振動で応答が返るタッチパネルである。表示素子２は、文字や絵を表示するとともにタッチ位置を検出する素子である。振動子３は、振動で応答を返すための振動発生用ピエゾアクチュエータである。ピエゾアクチュエータは、最大変位１００μｍの縦振動を行うものである。振動板４は、振動子の振動を指に伝える板である。タッチパネルドライバ回路５は、表示素子を制御してタッチ位置を示す信号を得る回路である。振動子駆動回路６は、振動子に駆動電流を印加する回路である。
【００２２】
波形設定回路１１は、波形の種類やパラメータを設定する回路である。パソコン１２は、設定されたパラメータの波形をファンクションジェネレータに発生させる装置である。ファンクションジェネレータ１３は、パソコンにより指示されたパラメータの波形を発生する装置である。図３は、測定結果のグラフである。
【００２３】
上記のように構成された本発明の第２の実施の形態における触覚感度測定装置の動作を説明する。波形設定回路１１で、出力する波形とパラメータを設定し、開始ボタンを押す。ファンクションジェネレータ１３に出力波形情報が送られ、タッチ信号待ちの状態になる。タッチパネル１を、被験者の利き手の人差し指で触れると、タッチ信号がタッチパネルドライバ回路５に入り、パソコン１２に取り込まれる。パソコン１２は、タッチ信号を受け取ったことを確認した後、ファンクションジェネレータ１３を制御し、振動波形を振動子駆動回路６に出力する。振動子３が、振動子駆動回路６に駆動されて、設定波形による振動を開始する。この振動の感じ方を、被験者に回答してもらう。
【００２４】
触覚感度測定装置の使用方法を説明する。例えば、基本波形（正弦波、三角波、矩形波）それぞれにおいて、周波数や立上り時間の違いで、どのように触覚感度が異なるのかを調査する。被験者には、それぞれの振動の感じ方を５段階評価してもらう。評価１を、「全然感じない」とし、評価５を、「強く感じる」とする。このようにして測定した結果、波形ごとに感じ方が異なり、人間の触覚感度は、振幅の大きさだけではなく、立上り時間などの時間的な変化に大きく依存していることがわかる。
【００２５】
立上りと立下りを繰り返す正弦波による振動の場合、傾斜の変化が速いため、立上りや立下りのどの箇所において、人間の触覚が強く反応するのか分からない。そこで、出力波形を、周波数１Ｈｚ、電圧５Ｖ、バースト回数１回の台形波に設定し、立上り時と下がり時のそれぞれの変位のみを感じとることができるようにする。すなわち、立上り時間と立下り時間が、１ｍｓ、１０ｍｓ、２０ｍｓ、３０ｍｓ、４０ｍｓ、５０ｍｓ、６０ｍｓである台形波を出力し、その振動の感じ方を被験者に評価してもらう。その感じ方を、「１：全然感じない〜１０：強く感じる」の１０段階評価で回答してもらう。基準値として、立上り時間と立下り時間が３０ｍｓ（傾き１μｍ／ｍｓ）の時の評価値を５としてもらう。振動子３の基準振幅は、３０μｍとする。
【００２６】
図３に、その回答結果の平均値をグラフにしたものを示す。これにより、単位時間における変位が大きくなるほど、指先の触覚の感度は高くなっていることがわかる。変位が全く感じ取れなくなるときの変位の傾きは、平均０．４８μｍ／ｍｓである。感じの強さのみでなく、感触の良し悪しを精密に測定することも容易にできる。
【００２７】
上記のように、本発明の第２の実施の形態では、触覚感度測定装置を、振動の種類を変えて、振動に対する指の触覚感度を測定するように構成したので、タッチパネルの応答振動に対する感覚を、簡単かつ精密に測定できる。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明では、操作対象画面を表示して操作入力を受け付けるタッチパネル部と、タッチパネル部に振動を与える振動発生器と、タッチパネル部に対する操作入力が受け付けられたことに応答して振動発生器から振動を発生させる振動制御手段とを具備する振動応答型タッチパネルの振動制御手段に、振動波形の種類と振動パラメータの所定の組合せのうちから１つを選択して出力する波形選択手段と、振動波形の種類と振動パラメータとの組からなる設定値を保持する記憶手段と、記憶手段から読み出した設定値に対応する振動波形を発生する振動波形発生手段とを設けたので、使用者に応じた応答振動の設定ができ、タッチパネルの快適な使用感が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における振動応答型タッチパネルの概念図、
【図２】本発明の第２の実施の形態における触覚感度測定装置の概念図、
【図３】本発明の第２の実施の形態における触覚感度測定装置による測定結果のグラフ、
【図４】従来の振動応答型タッチパネルの概念図である。
【符号の説明】
１  タッチパネル
２  表示素子
３  振動子
４  振動板
５  タッチパネルドライバ回路
６  振動子駆動回路
７  設定値選択回路
８  波形制御回路
９  設定値記憶回路
１０  波形発生回路
１１  波形設定回路
１２  パソコン
１３  ファンクションジェネレータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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