入力装置
【課題】検出面において、他の領域と異なる触感を与える領域を任意の位置に形成することができる入力装置を提供する。
【解決手段】実施の形態に係る入力装置１は、主に、検出面１００に対する接触に基づく検出信号を出力するタッチパネル１０と、検出面１００に回転中心１１が存在するように、第１の方向３０１と第１の方向３０１の逆方向である第２の方向３０２にタッチパネル１０を振動させる振動発生部２０と、を備える。この入力装置１は、タッチパネル１０を振動させることで、検出面１００の任意の位置に回転中心１１を形成することができるので、他の領域と異なる触感を与える領域を任意の位置に形成することができる。
【解決手段】実施の形態に係る入力装置１は、主に、検出面１００に対する接触に基づく検出信号を出力するタッチパネル１０と、検出面１００に回転中心１１が存在するように、第１の方向３０１と第１の方向３０１の逆方向である第２の方向３０２にタッチパネル１０を振動させる振動発生部２０と、を備える。この入力装置１は、タッチパネル１０を振動させることで、検出面１００の任意の位置に回転中心１１を形成することができるので、他の領域と異なる触感を与える領域を任意の位置に形成することができる。
【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】
従来の技術として、触れた点に基づいた信号を出力するタッチパッド部と、タッチパッド部からの信号に基づいて信号の解析を行って座標点を算出し、算出した座標点の情報を含む信号を出力する信号解析部と、を備えたキーボードタッチパッドが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このキーボードタッチパッドのタッチパッド部の下には、キーの位置を表示するシートが設けられ、タッチパッド部を介してキー配列が認識でき、さらに、タッチパッド部には、ホームポジション（タッチパッド部の基準位置）を示す小さな突起物を備えている。操作者は、この突起物を触ることによりホームポジションを認識することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２５４６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のキーボードタッチパッドは、ホームポジションを示す小さな突起物がタッチパッド部に設けられているので、その位置を変更することができない。
【０００６】
従って、本発明の目的は、検出面において、他の領域と異なる触感を与える領域を任意の位置に形成することができる入力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、検出面に対する接触に基づく検出信号を出力する検出部と、検出面に回転中心が存在するように、第１の方向と第１の方向の逆方向である第２の方向に検出部を振動させる振動発生部と、を備える入力装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、検出面において、他の領域と異なる触感を与える領域を任意の位置に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１（ａ）は、実施の形態に係る入力装置の斜視図であり、（ｂ）は、入力装置の上面図であり、（ｃ）は、入力装置のブロック図である。
【図２】図２（ａ）は、実施の形態に係る第１の振動子に供給される駆動信号の時間変化を示すグラフであり、（ｂ）は、第２の振動子に供給される駆動信号の時間変化を示すグラフであり、（ｃ）は、第１の振動子の振幅の時間変化を示すグラフであり、（ｄ）は、第２の振動子の振幅の時間変化を示すグラフであり、（ｅ）は、タッチパネルの検出信号を取得するタイミングを示すグラフである。
【図３】図３（ａ）〜（ｄ）は、実施の形態に係る入力装置の検出面に形成された回転中心について説明するための上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
[実施の形態]
（実施の形態の要約）
実施の形態に係る入力装置は、検出面に対する接触に基づく検出信号を出力する検出部と、検出面に回転中心が存在するように、第１の方向と第１の方向の逆方向である第２の方向に検出部を振動させる振動発生部と、を備える。
【００１１】
（入力装置１の構成）
図１（ａ）は、実施の形態に係る入力装置の斜視図であり、（ｂ）は、入力装置の上面図であり、（ｃ）は、入力装置のブロック図である。図２（ａ）は、実施の形態に係る第１の振動子に供給される駆動信号の時間変化を示すグラフであり、（ｂ）は、第２の振動子に供給される駆動信号の時間変化を示すグラフであり、（ｃ）は、第１の振動子の振幅の時間変化を示すグラフであり、（ｄ）は、第２の振動子の振幅の時間変化を示すグラフであり、（ｅ）は、タッチパネルの検出信号を取得するタイミングを示すグラフである。図１（ａ）では、センサワイヤ１２の一部を点線で示している。図１（ｂ）では、最大振幅で回転したタッチパネル１０を点線で示している。図２（ａ）及び（ｂ）は、縦軸が電圧Ｖ、横軸が時間ｔである。図２（ｃ）及び（ｄ）は、縦軸が振幅ｄ、横軸が時間ｔである。図２（ｅ）は、横軸が時間ｔである。なお、実施の形態に係る各図において、部品と部品との比率は、実際の比率とは異なる場合がある。
【００１２】
図１（ａ）におけるＸＹＺ座標系は、直交座標系であり、Ｘ軸がタッチパネル１０の長手方向に平行な軸であり、Ｙ軸がタッチパネル１０の短手方向に平行な軸であり、Ｚ軸がタッチパネル１０の検出面１００の法線方向に平行な軸である。ＸＹＺ座標系の原点は、例えば、タッチパネル１０の左上（図１（ｂ）の紙面左上）である。なお、検出面１００は、平坦であるものとする。
【００１３】
実施の形態に係る入力装置１は、主に、検出面１００に対する接触に基づく検出信号を出力する検出部としてのタッチパネル１０と、検出面１００に回転中心１１が存在するように、第１の方向３０１と第１の方向３０１の逆方向である第２の方向３０２にタッチパネル１０を振動させる振動発生部２０と、を備える。
【００１４】
この入力装置１は、第１の振動子２１及び第２の振動子２２によって、図１（ｂ）の紙面の時計回り及び反時計回りにタッチパネル１０を回転させることで、他の領域と触感が異なる回転中心１１を形成する。操作者は、検出面１００に触ることにより、他の領域と異なる触感となる回転中心１１を認識することが可能となる。
【００１５】
また、入力装置１は、例えば、接続された電子機器の操作を行うことができるものである。入力装置１は、例えば、操作者の体の一部（例えば、指）や専用のペンで検出面１００に触れることにより、電子機器に表示されたカーソルの移動やカーソルによる選択、表示されたアイコンのドラッグ、ドロップ等の指示を行うことができるように構成されている。本実施の形態では、指による操作について説明する。
【００１６】
ここで、操作者は、例えば、入力装置１に対してタッチ操作、タップ操作、スライド（なぞり）操作およびジェスチャ操作等を行うことができる。ここで、タッチ操作とは、例えば、指で検出面１００に接触する操作を示す。タップ操作は、タッチ操作よりも短い時間で入力装置１に接触する操作であり、所定の時間内に複数回繰り返すことで、回数に応じた異なる機能を実行させる操作を示す。また、スライド操作とは、例えば、指を検出面１００に接触させたまま移動させる操作を示す。ジェスチャ操作とは、例えば、操作指の軌跡が予め定められた形状と相似であるとき、その形状に割り当てられた機能を実行させる操作を示す。ジェスチャ操作の判定は、例えば、パターンマッチングを用いた方法等の周知の方法が用いられる。
【００１７】
・タッチパネル１０の構成
タッチパネル１０は、例えば、周知の抵抗膜方式、静電容量方式等のタッチパネルである。
【００１８】
本実施の形態に係るタッチパネル１０は、例えば、検出面１００に指が近づくことによる、センサワイヤ１２と指との距離に反比例した電流の変化を検出する静電容量方式のタッチパネルである。このタッチパネル１０は、例えば、上部にガラス平板を備え、そのガラス平板の下に、複数のセンサワイヤ１２が設けられている。検出面１００は、例えば、このガラス平板の表面である。
【００１９】
図１（ａ）に示すＸ軸方向には、例えば、ｍ個のセンサワイヤ１２が等間隔で並べられている。このｍは、例えば、正の整数である。また、図１（ａ）に示すＹ軸方向には、例えば、ｎ個のセンサワイヤ１２が等間隔で並べられている。このｎは、例えば、正の整数である。
【００２０】
Ｘ軸に沿って並べられたセンサワイヤ１２は、例えば、Ｙ軸に沿って並べられたセンサワイヤ１２よりも検出面１００に近い層に形成されている。また、Ｘ軸に沿って並べられたセンサワイヤ１２は、例えば、Ｙ軸に沿って並べられたセンサワイヤ１２と電気的に絶縁されている。
【００２１】
このタッチパネル１０は、例えば、図１（ｃ）に示すように、後述する制御部１３に接続され、接触が検出された検出面１００の位置を示す検出信号を制御部１３に出力するように構成されている。
【００２２】
また、タッチパネル１０は、例えば、入力装置１の筐体（図示せず）に振動が可能となるように、支持されているものとする。具体的には、例えば、第１の振動子２１、第２の振動子２２、第１の弾性部材３１及び第２の弾性部材３２が筐体に支持されている。他の支持としては、例えば、ゴム等の弾性部材をタッチパネル１０と筐体との間に介在させ支持する構成であっても良い。また、以下では、第１の振動子２１及び第２の振動子２２による振動が停止している場合のタッチパネル１０の位置を初期位置と呼ぶものとする。タッチパネル１０は、振動が停止した後に、初期位置に復帰するように、支持されているものとする。
【００２３】
ここで、以下では、図１（ｂ）の紙面においてタッチパネル１０の長手方向上部の側面を第１の側面１０１、長手方向下部の側面を第２の側面１０２、短手方向右の側面を第３の側面１０３、及び短手方向左の側面を第４の側面１０４とする。
【００２４】
・振動発生部２０の構成
振動発生部２０は、例えば、タッチパネル１０の一方の側面に配置され、タッチパネル１０に振動を与える第１の振動子２１と、一方の側面の反対側の他方の側面に配置され、タッチパネル１０に振動を与える第２の振動子２２と、を備えて概略構成されている。また、振動発生部２０は、例えば、さらに、駆動部２３を備えている。第１の振動子２１及び第２の振動子２２は、例えば、ピエゾ効果又は磁気歪効果等により振動を行う振動子である。本実施の形態に係る第１の振動子２１及び第２の振動子２２は、一例として、ピエゾ効果を用いた振動子であるものとする。
【００２５】
第１の振動子２１及び第２の振動子２２は、電圧を加えると伸び縮みするピエゾ素子（圧電素子）を含んで概略構成され、このピエゾ素子に電圧を加えることで伸び縮みを行って対象物に振動を与える振動子である。この振動の周波数は、数百Ｈｚ程度（一例として、２５０Ｈｚ〜５００Ｈｚ）である。
【００２６】
また、この振動子の振幅は、一例として、数μｍｐｐ程度である。従って、タッチパネル１０が振動を行う様子を図示することは困難であるため、図１（ｂ）に示すように、図示し易い大きな振幅としている。また、第１の振動子２１は、第１の方向３０１、すなわち、伸びる方向における最大振幅が＋ｄ１であり、第２の方向３０２、すなわち、縮む方向における最大振幅が−ｄ１である。第２の振動子２２は、第２の方向３０２、すなわち、伸びる方向における最大振幅が＋ｄ２であり、第１の方向３０１、すなわち、縮む方向における最大振幅が−ｄ２である。
【００２７】
振動発生部２０は、例えば、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、一対の振動子（第１の振動子２１及び第２の振動子２２）が検出面１００の中央を対称点として点対称となるように配置される。なお、この一対の振動子の配置は、点対称に限定されない。つまり、一対の振動子は、少なくとも一方が、点対称となる位置からずれて配置されていても良い。
【００２８】
第１の振動子２１と第２の振動子２２は、例えば、タッチパネル１０の長手方向の側面に接するように配置されている。
【００２９】
第１の振動子２１は、例えば、図１（ａ）に示すように、第１の側面１０１の左端部に接するように配置され、Ｙ軸の正方向及び負方向、つまり、第１の方向３０１及び第２の方向３０２に振動する。
【００３０】
第２の振動子２２は、例えば、図１（ａ）に示すように、第１の側面１０１の反対側の側面となる第２の側面１０２の右端部に接するように配置され、Ｙ軸の正方向及び負方向、つまり、第１の方向３０１及び第２の方向３０２に振動する。
【００３１】
なお、第１の振動子２１及び第２の振動子２２は、振動を行っている間、タッチパネル１０との接触が保たれている。
【００３２】
第１の振動子２１及び第２の振動子２２は、例えば、回転中心１１を形成しない、すなわち、タッチパネル１０をＸ軸又はＹ軸に平行に変位させる位置には配置されない。従って、第１の振動子２１及び第２の振動子２２は、長手方向の第１の側面１０１及び第２の側面１０２、又は短手方向の第３の側面１０３及び第４の側面１０４にそれぞれ配置されることが好ましく、かつ、振動子がタッチパネル１０を介して向かい合わないことが好ましい。
【００３３】
ここで、本実施の形態では、第１の方向３０１がＹ軸の正方向に平行な方向であり、第２の方向３０２がＹ軸の負方向に平行な方向であった。しかし、これに限定されず、第１の振動子２１が短手方向の第４の側面１０４に配置され、第２の振動子２２が第３の側面１０３に配置された場合は、例えば、第１の方向３０１がＸ軸の正方向に平行な方向となり、第２の方向３０２がＸ軸の負方向に平行な方向となる。
【００３４】
この第１の振動子２１及び第２の振動子２２は、例えば、駆動部２３に接続されている。この駆動部２３は、制御部１３から取得した制御信号に基づいて第１の振動子２１及び第２の振動子２２に駆動信号を出力するように構成されている。第１の振動子２１に供給される駆動信号は、例えば、図２（ａ）に示すように、電圧が＋Ｖ１と−Ｖ１を周期的に繰り返す矩形波である。第２の振動子２２に供給される駆動信号は、例えば、図２（ｂ）に示すように、＋Ｖ２と−Ｖ２を周期的に繰り返す矩形波である。
【００３５】
・第１の弾性部材３１及び第２の弾性部材３２の構成
入力装置１は、さらに、第１の弾性部材３１及び第２の弾性部材３２を備えている。この第１の弾性部材３１及び第２の弾性部材３２は、例えば、タッチパネル１０が初期位置にあるとき、弾性力を蓄積している状態にあるものとする。すなわち、第１の弾性部材３１は、タッチパネル１０が初期位置にあるとき、第１の方向３０１の弾性力をタッチパネル１０に付加している。また、第２の弾性部材３２は、タッチパネル１０が初期位置にあるとき、第２の方向３０２の弾性力をタッチパネル１０に付加している。この弾性力により、第１の弾性部材３１及び第２の弾性部材３２は、振動が発生している状態においても、タッチパネル１０との接触を保っている。また、この弾性力により、第１の振動子２１及び第２の振動子２２とタッチパネル１０との接触が保たれる。
【００３６】
第１の弾性部材３１及び第２の弾性部材３２は、例えば、弾性を有する部材であり、ポリウレタン等の合成樹脂、シリコーンゴム等の合成ゴム等を用いて形成される。
【００３７】
第１の弾性部材３１は、例えば、図１（ａ）に示すように、第１の側面１０１の右端部に接するように配置されている。第２の弾性部材３２は、例えば、図１（ａ）に示すように、第２の側面１０２の左端部に接するように配置されている。なお、第１の弾性部材３１及び第２の弾性部材３２の配置は、例えば、振動が停止している際に、タッチパネル１０を初期位置に復帰させる弾性力を付加することができる位置であれば良い。
【００３８】
・制御部１３の構成
入力装置１は、さらに、タッチパネル１０が初期位置にあるとき、タッチパネル１０から検出信号を取得する制御部１３を有する。
【００３９】
制御部１３は、例えば、プログラムに従って、取得した情報に演算、加工等を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）等から構成されるマイクロコンピュータである。
【００４０】
制御部１３は、例えば、取得した検出信号に基づいた座標値から、指が接触、または近づいた座標を算出する。この座標の算出方法は、例えば、加重平均を用いた方法等の周知の方法が用いられる。制御部１３は、例えば、算出した座標の情報を含む操作信号を生成して出力するように構成されている。
【００４１】
制御部１３は、例えば、タッチパネル１０が振動しているとき、回転中心１１から離れるに従って、指の検出に誤差が生じる可能性があるので、タッチパネル１０が初期位置にあるタイミングで、検出信号を取得するように構成されている。検出信号の取得は、例えば、図２（ａ）〜（ｅ）に示すように、振動子が電圧を供給されてから伸縮を行うまでのタイムラグ等を考慮し、電圧＋Ｖ１及び電圧＋Ｖ２の供給が開始される時間と、電圧−Ｖ１及び電圧−Ｖ２の供給が開始される時間と、の中央の時間に補正値を加算した時間に行われる。すなわち、図２（ｅ）に示す検出信号の取得のためのトリガ信号は、上記に示した位相の遅れを考慮して、図２（ａ）に示す駆動信号を所定の時間ディレイして生成される。なお、検出信号の取得のタイミングは、例えば、タッチパネル１０の初期位置を検出するセンサを設け、このセンサの信号をトリガとしても良い。
【００４２】
（動作）
以下に、本実施の形態に係る入力装置１の動作について各図を参照しながら詳細に説明する。まず、回転中心１１がタッチパネル１０の中央に形成される場合の動作について説明する。
【００４３】
・回転中心１１を中央に形成する場合
回転中心１１をタッチパネル１０の中央に形成する場合、第１の振動子２１及び第２の振動子２２の位相、振幅を同位相及び同振幅にする必要がある。
【００４４】
そこで、制御部１３は、第１の振動子２１及び第２の振動子２２の位相、振幅を同位相及び同振幅とするための制御信号を生成し、駆動部２３に出力する。
【００４５】
駆動部２３は、制御信号を取得すると、図２（ａ）及び（ｂ）に示す駆動信号を生成し、時間ｔ０において、第１の振動子２１及び第２の振動子２２に駆動信号を出力する。この駆動信号は、第１の振動子２１に供給する電圧と、第２の振動子２２に供給する電圧とが、同じ電圧となる。同じ電圧となることにより、第１の振動子２１の振幅ｄ１と第２の振動子２２の振幅ｄ２とが等しくなる。
【００４６】
第１の振動子２１は、例えば、図２（ａ）及び（ｃ）に示すように、時間ｔ０において電圧＋Ｖ１が供給されると、第１の方向３０１に変位を開始する。また、第２の振動子２２は、例えば、図２（ｂ）及び（ｄ）に示すように、時間ｔ０において電圧＋Ｖ２が供給されると、第２の方向３０２に変位を開始する。
【００４７】
電圧＋Ｖ１及び電圧＋Ｖ２が供給される時間ｔ０から時間ｔ１にかけて、第１の振動子２１が第１の方向３０１に変位して振幅がゼロ（初期位置）から＋ｄ１となり、第２の振動子２２が第２の方向３０２に変位して振幅がゼロ（初期位置）から＋ｄ２となる。この変位に基づいて、タッチパネル１０は、初期位置から、図１（ｂ）の紙面の反時計回りに回転する。この回転に伴って、第１の弾性部材３１が第２の方向３０２に弾性変形し、第２の弾性部材３２が第１の方向３０１に弾性変形する。時間ｔ１において、タッチパネル１０の反時計回りの回転角度は、最大となる。
【００４８】
次に、時間ｔ１において、第１の振動子２１に供給される電圧が＋Ｖ１から−Ｖ１に切り替わり、第２の振動子２２に供給される電圧が＋Ｖ２から−Ｖ２に切り替わる。切り替えられた電圧は、時間ｔ１から時間ｔ２にかけて供給される。
【００４９】
この電圧の切り替えに伴って、第１の振動子２１が第２の方向３０２に変位して振幅が＋ｄ１から−ｄ１となり、第２の振動子２２が第１の方向３０１に変位して振幅が＋ｄ２から−ｄ２となる。この変位に基づいて、タッチパネル１０は、図１（ｂ）の紙面の時計回りに回転する。この回転に伴って、時間ｔ１から時間ｔ２にかけて、第１の弾性部材３１は、蓄積された弾性力を開放して第１の方向３０１にタッチパネル１０を駆動し、第２の弾性部材３２は、蓄積された弾性力を開放して第２の方向３０２にタッチパネル１０を駆動する。この時間ｔ１から時間ｔ２にかけての第１の振動子２１と第２の振動子２２の変位、及び第１の弾性部材３１と第２の弾性部材３２の駆動により、タッチパネル１０の時計回りの回転角は、最大となる。
【００５０】
次に、時間ｔ２において、第１の振動子２１に供給される電圧が−Ｖ１から＋Ｖ１に切り替わり、第２の振動子２２に供給される電圧が−Ｖ２から＋Ｖ２に切り替わる。切り替えられた電圧は、時間ｔ２から時間ｔ４にかけて供給される。制御部１３は、例えば、図２（ｅ）に示すように、タッチパネル１０が初期位置に復帰する時間ｔ３に、タッチパネル１０から検出信号を取得する。
【００５１】
この電圧の切り替えに伴って、第１の振動子２１が第１の方向３０１に変位して振幅が−ｄ１から＋ｄ１となり、第２の振動子２２が第２の方向３０２に変位して振幅が−ｄ２から＋ｄ２となる。この変位に基づいて、タッチパネル１０は、図１（ｂ）の紙面の反時計回りに回転する。この回転に伴って、時間ｔ２から時間ｔ４にかけて、第１の弾性部材３１は、第１の方向３０１に弾性変形して弾性力を蓄積し、第２の弾性部材３２は、第２の方向３０２に弾性変形して弾性力を蓄積する。
【００５２】
第１の振動子２１及び第２の振動子２２は、駆動信号が停止されるまで、供給される駆動信号に基づいて振動する。この振動により、検出面１００には、回転中心１１が存在することとなる。この回転中心１１は、検出面１００の他の領域と異なって、タッチパネル１０の移動量が限りなく小さいので、触感が他の領域と大きく異なる。従って、操作者は、視線移動することなく回転中心１１、つまり、入力装置１のホームポジションを認識することができる。
【００５３】
・回転中心１１を任意の位置に形成する場合
図３（ａ）〜（ｄ）は、実施の形態に係る入力装置の検出面に形成された回転中心について説明するための上面図である。図３（ａ）は、紙面の左上側に回転中心１１が形成され、（ｂ）は、紙面の左下側に回転中心１１が形成され、（ｃ）は、紙面の右上側に回転中心１１が形成され、（ｄ）は、紙面の右下側に回転中心１１が形成されている。図３（ａ）〜（ｄ）は、いずれもタッチパネル１０の回転角度を２度として図示している。
【００５４】
なお、制御部１３は、回転中心１１を形成する位置に関する情報に基づいて制御信号を生成し、駆動部２３に出力する。この情報は、外部から取得されても良いし、予め制御部１３に記憶されていても良い。
【００５５】
図３（ａ）〜（ｄ）は、第１の振動子２１の振幅ｄ１及び第２の振動子２２の振幅ｄ２の組み合わせにより、検出面１００の任意の位置を回転中心１１とすることができることを示している。この振幅ｄ１及び振幅ｄ２は、回転中心１１からそれぞれの振動子までの距離に応じて決定される。つまり、振幅は、タッチパネル１０の回転角度が同じ場合、回転中心１１から離れるに従って大きくなる。従って、いずれかの振幅が最大の振幅よりも大きくならないように、タッチパネル１０の回転角度を考慮して、振幅の組み合わせが決定される。なお、第１の振動子２１及び第２の振動子２２の位相は、同一とされる。
【００５６】
（実施の形態の効果）
本実施の形態に係る入力装置１は、タッチパネル１０を振動させることで、検出面１００の任意の位置に回転中心１１を形成することができるので、他の領域と異なる触感を与える領域を任意の位置に形成することができる。つまり、入力装置１は、回転中心１１を検出面１００の中心、すなわち、ホームポジションに形成することにより、入力装置１に対する操作者の視線移動を抑えることができる。
【００５７】
本実施の形態に係る入力装置１は、圧電素子を用いた第１の振動子２１及び第２の振動子２２により、振動を発生させる構成であるので、モータ等で振動を発生させる場合と比べて、構成部品を少なくすることができ、製造コストを抑制することができる。また、入力装置１は、振動に伴って発生する音を抑制することができる。
【００５８】
本実施の形態に係る入力装置１は、第１の弾性部材３１及び第２の弾性部材３２により、第１の振動子２１及び第２の振動子２２とタッチパネル１０との接触を保持することができ、また、振動が停止した際には、タッチパネル１０を初期位置に復帰させることができる。入力装置１は、他の機械要素を用いて接触の保持、及び初期位置の復帰を行う場合と比べて、構成が単純であるので、構成部品が少なくなり、製造コストを抑制することができる。
【００５９】
本実施の形態に係る入力装置１は、タッチパネル１０が初期位置に位置する時間をトリガとして、検出信号を取得するので、初期位置に位置する時間を考慮しない場合と比べて、なされた操作の検出精度が高い。
【００６０】
なお、本実施の形態の変形例として、入力装置１は、操作者の指を止めさせたい位置に回転中心１１を形成することができる。つまり、これは、例えば、電子機器の表示部に表示されたアイコンを選択させたいとき、入力装置１は、このアイコンに相当するタッチパネル１０の位置に回転中心１１を形成することにより、触感で指を止める位置を認識させることができる。
【００６１】
また、本実施の形態に係る入力装置１は、タッチパネル１０の長手方向の第１の側面１０１及び第２の側面１０２に振動子が配置されたがこれに限定されず、タッチパネル１０の短手方向の第３の側面１０３及び第４の側面１０４に振動子が配置されても良い。
【００６２】
また、本実施の形態に係る第１の弾性部材３１及び第２の弾性部材３２は、第１の振動子２１及び第２の振動子２２と同じ側面に配置されたが、これに限定されず、異なる側面に配置されても良い。
【００６３】
また、本実施の形態に係る振動子の数は、上記に限定されず、用途に応じて自由に変更可能である。また、振動子は、例えば、タッチパネル１０の形状に合わせて配置や個数が変更可能である。
【００６４】
さらに、本実施の形態に係る制御部１３は、検出信号を取得するタイミングが電圧＋Ｖ１が供給された時間と、電圧が−Ｖ１に切り替わる時間と、の間の時間であったが、これに限定されず、初期位置に復帰するごとに検出信号を取得する構成としても良い。
【００６５】
以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６６】
１…入力装置、１０…タッチパネル、１１…回転中心、１２…センサワイヤ、１３…制御部、２０…振動発生部、２１…第１の振動子、２２…第２の振動子、２３…駆動部、３１…第１の弾性部材、３２…第２の弾性部材、１００…検出面、１０１…第１の側面、１０２…第２の側面、１０３…第３の側面、１０４…第４の側面、３０１…第１の方向、３０２…第２の方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、触れた点に基づいた信号を出力するタッチパッド部と、タッチパッド部からの信号に基づいて信号の解析を行って座標点を算出し、算出した座標点の情報を含む信号を出力する信号解析部と、を備えたキーボードタッチパッドが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このキーボードタッチパッドのタッチパッド部の下には、キーの位置を表示するシートが設けられ、タッチパッド部を介してキー配列が認識でき、さらに、タッチパッド部には、ホームポジション（タッチパッド部の基準位置）を示す小さな突起物を備えている。操作者は、この突起物を触ることによりホームポジションを認識することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２５４６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のキーボードタッチパッドは、ホームポジションを示す小さな突起物がタッチパッド部に設けられているので、その位置を変更することができない。
【０００６】
従って、本発明の目的は、検出面において、他の領域と異なる触感を与える領域を任意の位置に形成することができる入力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、検出面に対する接触に基づく検出信号を出力する検出部と、検出面に回転中心が存在するように、第１の方向と第１の方向の逆方向である第２の方向に検出部を振動させる振動発生部と、を備える入力装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、検出面において、他の領域と異なる触感を与える領域を任意の位置に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１（ａ）は、実施の形態に係る入力装置の斜視図であり、（ｂ）は、入力装置の上面図であり、（ｃ）は、入力装置のブロック図である。
【図２】図２（ａ）は、実施の形態に係る第１の振動子に供給される駆動信号の時間変化を示すグラフであり、（ｂ）は、第２の振動子に供給される駆動信号の時間変化を示すグラフであり、（ｃ）は、第１の振動子の振幅の時間変化を示すグラフであり、（ｄ）は、第２の振動子の振幅の時間変化を示すグラフであり、（ｅ）は、タッチパネルの検出信号を取得するタイミングを示すグラフである。
【図３】図３（ａ）〜（ｄ）は、実施の形態に係る入力装置の検出面に形成された回転中心について説明するための上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
[実施の形態]
（実施の形態の要約）
実施の形態に係る入力装置は、検出面に対する接触に基づく検出信号を出力する検出部と、検出面に回転中心が存在するように、第１の方向と第１の方向の逆方向である第２の方向に検出部を振動させる振動発生部と、を備える。
【００１１】
（入力装置１の構成）
図１（ａ）は、実施の形態に係る入力装置の斜視図であり、（ｂ）は、入力装置の上面図であり、（ｃ）は、入力装置のブロック図である。図２（ａ）は、実施の形態に係る第１の振動子に供給される駆動信号の時間変化を示すグラフであり、（ｂ）は、第２の振動子に供給される駆動信号の時間変化を示すグラフであり、（ｃ）は、第１の振動子の振幅の時間変化を示すグラフであり、（ｄ）は、第２の振動子の振幅の時間変化を示すグラフであり、（ｅ）は、タッチパネルの検出信号を取得するタイミングを示すグラフである。図１（ａ）では、センサワイヤ１２の一部を点線で示している。図１（ｂ）では、最大振幅で回転したタッチパネル１０を点線で示している。図２（ａ）及び（ｂ）は、縦軸が電圧Ｖ、横軸が時間ｔである。図２（ｃ）及び（ｄ）は、縦軸が振幅ｄ、横軸が時間ｔである。図２（ｅ）は、横軸が時間ｔである。なお、実施の形態に係る各図において、部品と部品との比率は、実際の比率とは異なる場合がある。
【００１２】
図１（ａ）におけるＸＹＺ座標系は、直交座標系であり、Ｘ軸がタッチパネル１０の長手方向に平行な軸であり、Ｙ軸がタッチパネル１０の短手方向に平行な軸であり、Ｚ軸がタッチパネル１０の検出面１００の法線方向に平行な軸である。ＸＹＺ座標系の原点は、例えば、タッチパネル１０の左上（図１（ｂ）の紙面左上）である。なお、検出面１００は、平坦であるものとする。
【００１３】
実施の形態に係る入力装置１は、主に、検出面１００に対する接触に基づく検出信号を出力する検出部としてのタッチパネル１０と、検出面１００に回転中心１１が存在するように、第１の方向３０１と第１の方向３０１の逆方向である第２の方向３０２にタッチパネル１０を振動させる振動発生部２０と、を備える。
【００１４】
この入力装置１は、第１の振動子２１及び第２の振動子２２によって、図１（ｂ）の紙面の時計回り及び反時計回りにタッチパネル１０を回転させることで、他の領域と触感が異なる回転中心１１を形成する。操作者は、検出面１００に触ることにより、他の領域と異なる触感となる回転中心１１を認識することが可能となる。
【００１５】
また、入力装置１は、例えば、接続された電子機器の操作を行うことができるものである。入力装置１は、例えば、操作者の体の一部（例えば、指）や専用のペンで検出面１００に触れることにより、電子機器に表示されたカーソルの移動やカーソルによる選択、表示されたアイコンのドラッグ、ドロップ等の指示を行うことができるように構成されている。本実施の形態では、指による操作について説明する。
【００１６】
ここで、操作者は、例えば、入力装置１に対してタッチ操作、タップ操作、スライド（なぞり）操作およびジェスチャ操作等を行うことができる。ここで、タッチ操作とは、例えば、指で検出面１００に接触する操作を示す。タップ操作は、タッチ操作よりも短い時間で入力装置１に接触する操作であり、所定の時間内に複数回繰り返すことで、回数に応じた異なる機能を実行させる操作を示す。また、スライド操作とは、例えば、指を検出面１００に接触させたまま移動させる操作を示す。ジェスチャ操作とは、例えば、操作指の軌跡が予め定められた形状と相似であるとき、その形状に割り当てられた機能を実行させる操作を示す。ジェスチャ操作の判定は、例えば、パターンマッチングを用いた方法等の周知の方法が用いられる。
【００１７】
・タッチパネル１０の構成
タッチパネル１０は、例えば、周知の抵抗膜方式、静電容量方式等のタッチパネルである。
【００１８】
本実施の形態に係るタッチパネル１０は、例えば、検出面１００に指が近づくことによる、センサワイヤ１２と指との距離に反比例した電流の変化を検出する静電容量方式のタッチパネルである。このタッチパネル１０は、例えば、上部にガラス平板を備え、そのガラス平板の下に、複数のセンサワイヤ１２が設けられている。検出面１００は、例えば、このガラス平板の表面である。
【００１９】
図１（ａ）に示すＸ軸方向には、例えば、ｍ個のセンサワイヤ１２が等間隔で並べられている。このｍは、例えば、正の整数である。また、図１（ａ）に示すＹ軸方向には、例えば、ｎ個のセンサワイヤ１２が等間隔で並べられている。このｎは、例えば、正の整数である。
【００２０】
Ｘ軸に沿って並べられたセンサワイヤ１２は、例えば、Ｙ軸に沿って並べられたセンサワイヤ１２よりも検出面１００に近い層に形成されている。また、Ｘ軸に沿って並べられたセンサワイヤ１２は、例えば、Ｙ軸に沿って並べられたセンサワイヤ１２と電気的に絶縁されている。
【００２１】
このタッチパネル１０は、例えば、図１（ｃ）に示すように、後述する制御部１３に接続され、接触が検出された検出面１００の位置を示す検出信号を制御部１３に出力するように構成されている。
【００２２】
また、タッチパネル１０は、例えば、入力装置１の筐体（図示せず）に振動が可能となるように、支持されているものとする。具体的には、例えば、第１の振動子２１、第２の振動子２２、第１の弾性部材３１及び第２の弾性部材３２が筐体に支持されている。他の支持としては、例えば、ゴム等の弾性部材をタッチパネル１０と筐体との間に介在させ支持する構成であっても良い。また、以下では、第１の振動子２１及び第２の振動子２２による振動が停止している場合のタッチパネル１０の位置を初期位置と呼ぶものとする。タッチパネル１０は、振動が停止した後に、初期位置に復帰するように、支持されているものとする。
【００２３】
ここで、以下では、図１（ｂ）の紙面においてタッチパネル１０の長手方向上部の側面を第１の側面１０１、長手方向下部の側面を第２の側面１０２、短手方向右の側面を第３の側面１０３、及び短手方向左の側面を第４の側面１０４とする。
【００２４】
・振動発生部２０の構成
振動発生部２０は、例えば、タッチパネル１０の一方の側面に配置され、タッチパネル１０に振動を与える第１の振動子２１と、一方の側面の反対側の他方の側面に配置され、タッチパネル１０に振動を与える第２の振動子２２と、を備えて概略構成されている。また、振動発生部２０は、例えば、さらに、駆動部２３を備えている。第１の振動子２１及び第２の振動子２２は、例えば、ピエゾ効果又は磁気歪効果等により振動を行う振動子である。本実施の形態に係る第１の振動子２１及び第２の振動子２２は、一例として、ピエゾ効果を用いた振動子であるものとする。
【００２５】
第１の振動子２１及び第２の振動子２２は、電圧を加えると伸び縮みするピエゾ素子（圧電素子）を含んで概略構成され、このピエゾ素子に電圧を加えることで伸び縮みを行って対象物に振動を与える振動子である。この振動の周波数は、数百Ｈｚ程度（一例として、２５０Ｈｚ〜５００Ｈｚ）である。
【００２６】
また、この振動子の振幅は、一例として、数μｍｐｐ程度である。従って、タッチパネル１０が振動を行う様子を図示することは困難であるため、図１（ｂ）に示すように、図示し易い大きな振幅としている。また、第１の振動子２１は、第１の方向３０１、すなわち、伸びる方向における最大振幅が＋ｄ１であり、第２の方向３０２、すなわち、縮む方向における最大振幅が−ｄ１である。第２の振動子２２は、第２の方向３０２、すなわち、伸びる方向における最大振幅が＋ｄ２であり、第１の方向３０１、すなわち、縮む方向における最大振幅が−ｄ２である。
【００２７】
振動発生部２０は、例えば、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、一対の振動子（第１の振動子２１及び第２の振動子２２）が検出面１００の中央を対称点として点対称となるように配置される。なお、この一対の振動子の配置は、点対称に限定されない。つまり、一対の振動子は、少なくとも一方が、点対称となる位置からずれて配置されていても良い。
【００２８】
第１の振動子２１と第２の振動子２２は、例えば、タッチパネル１０の長手方向の側面に接するように配置されている。
【００２９】
第１の振動子２１は、例えば、図１（ａ）に示すように、第１の側面１０１の左端部に接するように配置され、Ｙ軸の正方向及び負方向、つまり、第１の方向３０１及び第２の方向３０２に振動する。
【００３０】
第２の振動子２２は、例えば、図１（ａ）に示すように、第１の側面１０１の反対側の側面となる第２の側面１０２の右端部に接するように配置され、Ｙ軸の正方向及び負方向、つまり、第１の方向３０１及び第２の方向３０２に振動する。
【００３１】
なお、第１の振動子２１及び第２の振動子２２は、振動を行っている間、タッチパネル１０との接触が保たれている。
【００３２】
第１の振動子２１及び第２の振動子２２は、例えば、回転中心１１を形成しない、すなわち、タッチパネル１０をＸ軸又はＹ軸に平行に変位させる位置には配置されない。従って、第１の振動子２１及び第２の振動子２２は、長手方向の第１の側面１０１及び第２の側面１０２、又は短手方向の第３の側面１０３及び第４の側面１０４にそれぞれ配置されることが好ましく、かつ、振動子がタッチパネル１０を介して向かい合わないことが好ましい。
【００３３】
ここで、本実施の形態では、第１の方向３０１がＹ軸の正方向に平行な方向であり、第２の方向３０２がＹ軸の負方向に平行な方向であった。しかし、これに限定されず、第１の振動子２１が短手方向の第４の側面１０４に配置され、第２の振動子２２が第３の側面１０３に配置された場合は、例えば、第１の方向３０１がＸ軸の正方向に平行な方向となり、第２の方向３０２がＸ軸の負方向に平行な方向となる。
【００３４】
この第１の振動子２１及び第２の振動子２２は、例えば、駆動部２３に接続されている。この駆動部２３は、制御部１３から取得した制御信号に基づいて第１の振動子２１及び第２の振動子２２に駆動信号を出力するように構成されている。第１の振動子２１に供給される駆動信号は、例えば、図２（ａ）に示すように、電圧が＋Ｖ１と−Ｖ１を周期的に繰り返す矩形波である。第２の振動子２２に供給される駆動信号は、例えば、図２（ｂ）に示すように、＋Ｖ２と−Ｖ２を周期的に繰り返す矩形波である。
【００３５】
・第１の弾性部材３１及び第２の弾性部材３２の構成
入力装置１は、さらに、第１の弾性部材３１及び第２の弾性部材３２を備えている。この第１の弾性部材３１及び第２の弾性部材３２は、例えば、タッチパネル１０が初期位置にあるとき、弾性力を蓄積している状態にあるものとする。すなわち、第１の弾性部材３１は、タッチパネル１０が初期位置にあるとき、第１の方向３０１の弾性力をタッチパネル１０に付加している。また、第２の弾性部材３２は、タッチパネル１０が初期位置にあるとき、第２の方向３０２の弾性力をタッチパネル１０に付加している。この弾性力により、第１の弾性部材３１及び第２の弾性部材３２は、振動が発生している状態においても、タッチパネル１０との接触を保っている。また、この弾性力により、第１の振動子２１及び第２の振動子２２とタッチパネル１０との接触が保たれる。
【００３６】
第１の弾性部材３１及び第２の弾性部材３２は、例えば、弾性を有する部材であり、ポリウレタン等の合成樹脂、シリコーンゴム等の合成ゴム等を用いて形成される。
【００３７】
第１の弾性部材３１は、例えば、図１（ａ）に示すように、第１の側面１０１の右端部に接するように配置されている。第２の弾性部材３２は、例えば、図１（ａ）に示すように、第２の側面１０２の左端部に接するように配置されている。なお、第１の弾性部材３１及び第２の弾性部材３２の配置は、例えば、振動が停止している際に、タッチパネル１０を初期位置に復帰させる弾性力を付加することができる位置であれば良い。
【００３８】
・制御部１３の構成
入力装置１は、さらに、タッチパネル１０が初期位置にあるとき、タッチパネル１０から検出信号を取得する制御部１３を有する。
【００３９】
制御部１３は、例えば、プログラムに従って、取得した情報に演算、加工等を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）等から構成されるマイクロコンピュータである。
【００４０】
制御部１３は、例えば、取得した検出信号に基づいた座標値から、指が接触、または近づいた座標を算出する。この座標の算出方法は、例えば、加重平均を用いた方法等の周知の方法が用いられる。制御部１３は、例えば、算出した座標の情報を含む操作信号を生成して出力するように構成されている。
【００４１】
制御部１３は、例えば、タッチパネル１０が振動しているとき、回転中心１１から離れるに従って、指の検出に誤差が生じる可能性があるので、タッチパネル１０が初期位置にあるタイミングで、検出信号を取得するように構成されている。検出信号の取得は、例えば、図２（ａ）〜（ｅ）に示すように、振動子が電圧を供給されてから伸縮を行うまでのタイムラグ等を考慮し、電圧＋Ｖ１及び電圧＋Ｖ２の供給が開始される時間と、電圧−Ｖ１及び電圧−Ｖ２の供給が開始される時間と、の中央の時間に補正値を加算した時間に行われる。すなわち、図２（ｅ）に示す検出信号の取得のためのトリガ信号は、上記に示した位相の遅れを考慮して、図２（ａ）に示す駆動信号を所定の時間ディレイして生成される。なお、検出信号の取得のタイミングは、例えば、タッチパネル１０の初期位置を検出するセンサを設け、このセンサの信号をトリガとしても良い。
【００４２】
（動作）
以下に、本実施の形態に係る入力装置１の動作について各図を参照しながら詳細に説明する。まず、回転中心１１がタッチパネル１０の中央に形成される場合の動作について説明する。
【００４３】
・回転中心１１を中央に形成する場合
回転中心１１をタッチパネル１０の中央に形成する場合、第１の振動子２１及び第２の振動子２２の位相、振幅を同位相及び同振幅にする必要がある。
【００４４】
そこで、制御部１３は、第１の振動子２１及び第２の振動子２２の位相、振幅を同位相及び同振幅とするための制御信号を生成し、駆動部２３に出力する。
【００４５】
駆動部２３は、制御信号を取得すると、図２（ａ）及び（ｂ）に示す駆動信号を生成し、時間ｔ０において、第１の振動子２１及び第２の振動子２２に駆動信号を出力する。この駆動信号は、第１の振動子２１に供給する電圧と、第２の振動子２２に供給する電圧とが、同じ電圧となる。同じ電圧となることにより、第１の振動子２１の振幅ｄ１と第２の振動子２２の振幅ｄ２とが等しくなる。
【００４６】
第１の振動子２１は、例えば、図２（ａ）及び（ｃ）に示すように、時間ｔ０において電圧＋Ｖ１が供給されると、第１の方向３０１に変位を開始する。また、第２の振動子２２は、例えば、図２（ｂ）及び（ｄ）に示すように、時間ｔ０において電圧＋Ｖ２が供給されると、第２の方向３０２に変位を開始する。
【００４７】
電圧＋Ｖ１及び電圧＋Ｖ２が供給される時間ｔ０から時間ｔ１にかけて、第１の振動子２１が第１の方向３０１に変位して振幅がゼロ（初期位置）から＋ｄ１となり、第２の振動子２２が第２の方向３０２に変位して振幅がゼロ（初期位置）から＋ｄ２となる。この変位に基づいて、タッチパネル１０は、初期位置から、図１（ｂ）の紙面の反時計回りに回転する。この回転に伴って、第１の弾性部材３１が第２の方向３０２に弾性変形し、第２の弾性部材３２が第１の方向３０１に弾性変形する。時間ｔ１において、タッチパネル１０の反時計回りの回転角度は、最大となる。
【００４８】
次に、時間ｔ１において、第１の振動子２１に供給される電圧が＋Ｖ１から−Ｖ１に切り替わり、第２の振動子２２に供給される電圧が＋Ｖ２から−Ｖ２に切り替わる。切り替えられた電圧は、時間ｔ１から時間ｔ２にかけて供給される。
【００４９】
この電圧の切り替えに伴って、第１の振動子２１が第２の方向３０２に変位して振幅が＋ｄ１から−ｄ１となり、第２の振動子２２が第１の方向３０１に変位して振幅が＋ｄ２から−ｄ２となる。この変位に基づいて、タッチパネル１０は、図１（ｂ）の紙面の時計回りに回転する。この回転に伴って、時間ｔ１から時間ｔ２にかけて、第１の弾性部材３１は、蓄積された弾性力を開放して第１の方向３０１にタッチパネル１０を駆動し、第２の弾性部材３２は、蓄積された弾性力を開放して第２の方向３０２にタッチパネル１０を駆動する。この時間ｔ１から時間ｔ２にかけての第１の振動子２１と第２の振動子２２の変位、及び第１の弾性部材３１と第２の弾性部材３２の駆動により、タッチパネル１０の時計回りの回転角は、最大となる。
【００５０】
次に、時間ｔ２において、第１の振動子２１に供給される電圧が−Ｖ１から＋Ｖ１に切り替わり、第２の振動子２２に供給される電圧が−Ｖ２から＋Ｖ２に切り替わる。切り替えられた電圧は、時間ｔ２から時間ｔ４にかけて供給される。制御部１３は、例えば、図２（ｅ）に示すように、タッチパネル１０が初期位置に復帰する時間ｔ３に、タッチパネル１０から検出信号を取得する。
【００５１】
この電圧の切り替えに伴って、第１の振動子２１が第１の方向３０１に変位して振幅が−ｄ１から＋ｄ１となり、第２の振動子２２が第２の方向３０２に変位して振幅が−ｄ２から＋ｄ２となる。この変位に基づいて、タッチパネル１０は、図１（ｂ）の紙面の反時計回りに回転する。この回転に伴って、時間ｔ２から時間ｔ４にかけて、第１の弾性部材３１は、第１の方向３０１に弾性変形して弾性力を蓄積し、第２の弾性部材３２は、第２の方向３０２に弾性変形して弾性力を蓄積する。
【００５２】
第１の振動子２１及び第２の振動子２２は、駆動信号が停止されるまで、供給される駆動信号に基づいて振動する。この振動により、検出面１００には、回転中心１１が存在することとなる。この回転中心１１は、検出面１００の他の領域と異なって、タッチパネル１０の移動量が限りなく小さいので、触感が他の領域と大きく異なる。従って、操作者は、視線移動することなく回転中心１１、つまり、入力装置１のホームポジションを認識することができる。
【００５３】
・回転中心１１を任意の位置に形成する場合
図３（ａ）〜（ｄ）は、実施の形態に係る入力装置の検出面に形成された回転中心について説明するための上面図である。図３（ａ）は、紙面の左上側に回転中心１１が形成され、（ｂ）は、紙面の左下側に回転中心１１が形成され、（ｃ）は、紙面の右上側に回転中心１１が形成され、（ｄ）は、紙面の右下側に回転中心１１が形成されている。図３（ａ）〜（ｄ）は、いずれもタッチパネル１０の回転角度を２度として図示している。
【００５４】
なお、制御部１３は、回転中心１１を形成する位置に関する情報に基づいて制御信号を生成し、駆動部２３に出力する。この情報は、外部から取得されても良いし、予め制御部１３に記憶されていても良い。
【００５５】
図３（ａ）〜（ｄ）は、第１の振動子２１の振幅ｄ１及び第２の振動子２２の振幅ｄ２の組み合わせにより、検出面１００の任意の位置を回転中心１１とすることができることを示している。この振幅ｄ１及び振幅ｄ２は、回転中心１１からそれぞれの振動子までの距離に応じて決定される。つまり、振幅は、タッチパネル１０の回転角度が同じ場合、回転中心１１から離れるに従って大きくなる。従って、いずれかの振幅が最大の振幅よりも大きくならないように、タッチパネル１０の回転角度を考慮して、振幅の組み合わせが決定される。なお、第１の振動子２１及び第２の振動子２２の位相は、同一とされる。
【００５６】
（実施の形態の効果）
本実施の形態に係る入力装置１は、タッチパネル１０を振動させることで、検出面１００の任意の位置に回転中心１１を形成することができるので、他の領域と異なる触感を与える領域を任意の位置に形成することができる。つまり、入力装置１は、回転中心１１を検出面１００の中心、すなわち、ホームポジションに形成することにより、入力装置１に対する操作者の視線移動を抑えることができる。
【００５７】
本実施の形態に係る入力装置１は、圧電素子を用いた第１の振動子２１及び第２の振動子２２により、振動を発生させる構成であるので、モータ等で振動を発生させる場合と比べて、構成部品を少なくすることができ、製造コストを抑制することができる。また、入力装置１は、振動に伴って発生する音を抑制することができる。
【００５８】
本実施の形態に係る入力装置１は、第１の弾性部材３１及び第２の弾性部材３２により、第１の振動子２１及び第２の振動子２２とタッチパネル１０との接触を保持することができ、また、振動が停止した際には、タッチパネル１０を初期位置に復帰させることができる。入力装置１は、他の機械要素を用いて接触の保持、及び初期位置の復帰を行う場合と比べて、構成が単純であるので、構成部品が少なくなり、製造コストを抑制することができる。
【００５９】
本実施の形態に係る入力装置１は、タッチパネル１０が初期位置に位置する時間をトリガとして、検出信号を取得するので、初期位置に位置する時間を考慮しない場合と比べて、なされた操作の検出精度が高い。
【００６０】
なお、本実施の形態の変形例として、入力装置１は、操作者の指を止めさせたい位置に回転中心１１を形成することができる。つまり、これは、例えば、電子機器の表示部に表示されたアイコンを選択させたいとき、入力装置１は、このアイコンに相当するタッチパネル１０の位置に回転中心１１を形成することにより、触感で指を止める位置を認識させることができる。
【００６１】
また、本実施の形態に係る入力装置１は、タッチパネル１０の長手方向の第１の側面１０１及び第２の側面１０２に振動子が配置されたがこれに限定されず、タッチパネル１０の短手方向の第３の側面１０３及び第４の側面１０４に振動子が配置されても良い。
【００６２】
また、本実施の形態に係る第１の弾性部材３１及び第２の弾性部材３２は、第１の振動子２１及び第２の振動子２２と同じ側面に配置されたが、これに限定されず、異なる側面に配置されても良い。
【００６３】
また、本実施の形態に係る振動子の数は、上記に限定されず、用途に応じて自由に変更可能である。また、振動子は、例えば、タッチパネル１０の形状に合わせて配置や個数が変更可能である。
【００６４】
さらに、本実施の形態に係る制御部１３は、検出信号を取得するタイミングが電圧＋Ｖ１が供給された時間と、電圧が−Ｖ１に切り替わる時間と、の間の時間であったが、これに限定されず、初期位置に復帰するごとに検出信号を取得する構成としても良い。
【００６５】
以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６６】
１…入力装置、１０…タッチパネル、１１…回転中心、１２…センサワイヤ、１３…制御部、２０…振動発生部、２１…第１の振動子、２２…第２の振動子、２３…駆動部、３１…第１の弾性部材、３２…第２の弾性部材、１００…検出面、１０１…第１の側面、１０２…第２の側面、１０３…第３の側面、１０４…第４の側面、３０１…第１の方向、３０２…第２の方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出面に対する接触に基づく検出信号を出力する検出部と、
前記検出面に回転中心が存在するように、第１の方向と前記第１の方向の逆方向である第２の方向に前記検出部を振動させる振動発生部と、
を備える入力装置。
【請求項２】
前記振動発生部は、前記検出部の一方の側面に配置され、前記検出部に振動を与える第１の振動子と、前記一方の側面の反対側の他方の側面に配置され、前記検出部に振動を与える第２の振動子と、を有する請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】
前記検出部が初期位置にあるとき、前記検出部から前記検出信号を取得する制御部を有する請求項２に記載の入力装置。
【請求項４】
前記検出部に対して前記第１の方向の弾性力を付加する第１の弾性部材と、前記検出部に対して前記第２の方向の弾性力を付加する第２の弾性部材と、を有する請求項３に記載の入力装置。
【請求項１】
検出面に対する接触に基づく検出信号を出力する検出部と、
前記検出面に回転中心が存在するように、第１の方向と前記第１の方向の逆方向である第２の方向に前記検出部を振動させる振動発生部と、
を備える入力装置。
【請求項２】
前記振動発生部は、前記検出部の一方の側面に配置され、前記検出部に振動を与える第１の振動子と、前記一方の側面の反対側の他方の側面に配置され、前記検出部に振動を与える第２の振動子と、を有する請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】
前記検出部が初期位置にあるとき、前記検出部から前記検出信号を取得する制御部を有する請求項２に記載の入力装置。
【請求項４】
前記検出部に対して前記第１の方向の弾性力を付加する第１の弾性部材と、前記検出部に対して前記第２の方向の弾性力を付加する第２の弾性部材と、を有する請求項３に記載の入力装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２４３１９０（Ｐ２０１２−２４３１９０Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１４５４２（Ｐ２０１１−１１４５４２）
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
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