JP2011150467A - タッチパネル組立体及びその駆動方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】タッチパネル及びタッチパネルを振動させる機構を備え、タッチパネルの2箇所を異なる指で同時にあるいは順次接触したとき、異なる指に異なる振動を伝達することを可能とするタッチパネル組立体を提供する。
【解決手段】タッチパネル組立体は、(A)XY平面内に配置されたタッチパネル10、及び、(B)タッチパネル10の法線を中心としてタッチパネル10をXY平面内で振動させるタッチパネル振動手段20A,20Bを備えており、使用者がタッチパネル10の任意の2点である第1点及び第2点に触れたとき、タッチパネル振動手段20A,20Bは、第1点を通るタッチパネルの法線を中心としてタッチパネルをXY平面内で振動させる。
【選択図】 図1
【解決手段】タッチパネル組立体は、(A)XY平面内に配置されたタッチパネル10、及び、(B)タッチパネル10の法線を中心としてタッチパネル10をXY平面内で振動させるタッチパネル振動手段20A,20Bを備えており、使用者がタッチパネル10の任意の2点である第1点及び第2点に触れたとき、タッチパネル振動手段20A,20Bは、第1点を通るタッチパネルの法線を中心としてタッチパネルをXY平面内で振動させる。
【選択図】 図1
Description
本発明は、タッチパネル組立体及びその駆動方法に関する。
タッチパネル及びタッチパネルを振動させる機構を備え、指が接触したタッチパネルの位置に依存して指に与える振動の種類を変えることで、指が接触しているタッチパネルの位置を使用者に識別させるタッチパネル組立体が考案されている(例えば、特開2005−352927参照)。このようなタッチパネル組立体にあっては、接触した位置によって異なる振動が指に感じることを、使用者は、予備的な情報を用いて、あるいは、体験的に学習する。その結果、指に特定の振動が伝わった場合、使用者は、「この振動を感じるということはあの位置に接触しているはずだ」と理解できることになる。「色分け」が視覚的に有効な識別情報であるのと同じように、「様々な振動」が触覚的に有効な識別情報として指に伝達される。
しかしながら、従来のタッチパネル組立体では、タッチパネル全体が1つの振動モードで振動する。従って、タッチパネルの2箇所を異なる指で同時に接触した場合、異なる指に異なる振動を伝達することはできない。
従って、本発明の目的は、タッチパネル及びタッチパネルを振動させる機構を備え、タッチパネルの2箇所を異なる指で同時にあるいは順次接触したとき、異なる指に異なる振動を伝達することを可能とするタッチパネル組立体及びその駆動方法を提供することにある。
上記の目的を達成するための本発明のタッチパネル組立体は、
(A)XY平面内に配置されたタッチパネル、及び、
(B)タッチパネルの法線を中心としてタッチパネルをXY平面内で振動させるタッチパネル振動手段、
を備えており、
使用者がタッチパネルの任意の2点である第1点及び第2点に触れたとき、タッチパネル振動手段は、第1点を通るタッチパネルの法線(Z軸に平行な直線であり、以下においても同様である)を中心としてタッチパネルをXY平面内で振動させる。
(A)XY平面内に配置されたタッチパネル、及び、
(B)タッチパネルの法線を中心としてタッチパネルをXY平面内で振動させるタッチパネル振動手段、
を備えており、
使用者がタッチパネルの任意の2点である第1点及び第2点に触れたとき、タッチパネル振動手段は、第1点を通るタッチパネルの法線(Z軸に平行な直線であり、以下においても同様である)を中心としてタッチパネルをXY平面内で振動させる。
上記の目的を達成するための本発明のタッチパネル組立体の駆動方法は、
(A)XY平面内に配置されたタッチパネル、及び、
(B)タッチパネルの法線を中心としてタッチパネルをXY平面内で振動させるタッチパネル振動手段、
を備えており、
使用者がタッチパネルの任意の2点である第1点及び第2点に触れたとき、タッチパネル振動手段によって、第1点を通るタッチパネルの法線を中心としてタッチパネルをXY平面内で振動させる。
(A)XY平面内に配置されたタッチパネル、及び、
(B)タッチパネルの法線を中心としてタッチパネルをXY平面内で振動させるタッチパネル振動手段、
を備えており、
使用者がタッチパネルの任意の2点である第1点及び第2点に触れたとき、タッチパネル振動手段によって、第1点を通るタッチパネルの法線を中心としてタッチパネルをXY平面内で振動させる。
本発明のタッチパネル組立体あるいはその駆動方法にあっては、使用者がタッチパネルの任意の2点である第1点及び第2点に触れたとき、タッチパネル振動手段によって、第1点を通るタッチパネルの法線を中心としてタッチパネルがXY平面内で振動させられる。即ち、タッチパネル振動手段によって、第1点を通るタッチパネルの法線を軸とする微小回動運動を発生させることで、タッチパネルがXY平面内で振動させられる。従って、第1点におけるタッチパネルの振動状態と第2点におけるタッチパネルの振動状態とが異なり、使用者は、この異なる振動状態を容易に認識することができる。即ち、タッチパネルの2箇所を異なる指で同時にあるいは順次接触したとき、異なる指に異なる振動を伝達することが可能となり、簡素な構造のタッチパネル組立体であるにも拘わらず、タッチパネルの2箇所を異なる指で同時にあるいは順次接触したことを使用者は確実に認識することができる。
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明するが、本発明は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
1.本発明のタッチパネル組立体及びその駆動方法、全般に関する説明
2.実施例1(本発明のタッチパネル組立体及びその駆動方法)
3.実施例2(実施例1の変形)、その他
1.本発明のタッチパネル組立体及びその駆動方法、全般に関する説明
2.実施例1(本発明のタッチパネル組立体及びその駆動方法)
3.実施例2(実施例1の変形)、その他
[本発明のタッチパネル組立体及びその駆動方法、全般に関する説明]
本発明のタッチパネル組立体あるいはその駆動方法において、使用者がタッチパネルの第1点及び第2点に触れたとき、タッチパネル振動手段は(あるいは、タッチパネル振動手段によって)、第1点においては振動を生じさせない構成とすることができる。一般に、指は、或る振幅値(閾値)以下の振動を検知することができない。第1点において振動が生じていないといった状態には、このような振幅値の閾値以下でタッチパネルが振動している状態を包含する。また、第2点において生じる振動は、使用者の指が感じる振動の振幅値の閾値を越える振動である。
本発明のタッチパネル組立体あるいはその駆動方法において、使用者がタッチパネルの第1点及び第2点に触れたとき、タッチパネル振動手段は(あるいは、タッチパネル振動手段によって)、第1点においては振動を生じさせない構成とすることができる。一般に、指は、或る振幅値(閾値)以下の振動を検知することができない。第1点において振動が生じていないといった状態には、このような振幅値の閾値以下でタッチパネルが振動している状態を包含する。また、第2点において生じる振動は、使用者の指が感じる振動の振幅値の閾値を越える振動である。
あるいは又、本発明のタッチパネル組立体あるいはその駆動方法において、タッチパネル振動手段は(あるいは、タッチパネル振動手段によって)、更に、第2点を通るタッチパネルの法線を中心としてタッチパネルをXY平面内で振動させる形態とすることができ、この場合、使用者がタッチパネルの第1点及び第2点に触れたとき、タッチパネル振動手段は(あるいは、タッチパネル振動手段によって)、第1点における振動の状態と第2点における振動の状態を異ならせる形態とすることができる。このような形態は、第1点を通るタッチパネルの法線を中心としたタッチパネルのXY平面内での振動と、第2点を通るタッチパネルの法線を中心としたタッチパネルのXY平面内での振動との合成によって得ることができる。具体的には、第2点に振動を与えず、第2点を通るタッチパネルの法線を中心としてタッチパネルをXY平面内で振動させる状態を、便宜上、『Aモード』と呼び、第1点に振動を与えず、第1点を通るタッチパネルの法線を中心としてタッチパネルをXY平面内で振動させる状態を、便宜上、『Bモード』と呼ぶとすると、最初はAモードでの動作を行い、時間の経過と共にBモードを加えていくと同時にAモードを減じ、最終的にBモードでの動作を行うことで、使用者は、例えば、第1点から第2点に向かう振動の一種の動き(流れ)を察知することができる。AモードあるいはBモードの振動を発生させるためには、タッチパネル振動手段を、後述する演算によって求められた一定のゲイン比率で駆動すればよい。振動を強くするには、このゲイン比率を維持しつつ、全てのゲインを大きくすればよい。また、AモードとBモードの振動を同時に発生させるためには、重ねあわせる、即ち、それぞれで求められるゲインを足し合わせたゲインで駆動すればよい。
以上に説明した好ましい構成、形態を含む本発明のタッチパネル組立体あるいはその駆動方法において、タッチパネル振動手段は(あるいは、タッチパネル振動手段によって)、タッチパネルをX軸に沿って直線的にXY平面内で振動させ、且つ、タッチパネルをY軸に沿ってXY平面内で直線的に振動させることで、タッチパネルの法線を中心として振動を生じさせる構成とすることができる。即ち、タッチパネル振動手段を、2つのX軸及びY軸の2軸並進運動発生装置から構成することができる。但し、このような構成に限定するものではなく、タッチパネルの法線を中心として振動を直接生じさせる構成とすることもできる。即ち、タッチパネル振動手段を、1つのZ軸回動運動発生装置、並びに、1つのX軸及びY軸の2軸並進運動発生装置から構成することもできる。
更には、以上に説明した好ましい構成、形態を含む本発明のタッチパネル組立体あるいはその駆動方法において、タッチパネルは、タッチパネル振動手段によって、タッチパネルのX軸上において筐体に取り付けられている構成とすることができる。筐体は、例えば、プラスチックや金属、合金から作製すればよい。タッチパネルは、筐体に対して2つのタッチパネル振動手段によって、即ち、2点で支持された構成とすればよい。タッチパネル振動手段は圧電素子(圧電アクチュエータ)から構成されている形態とすることができる。圧電素子は、周知の構造から構成すればよく、例えば、バイモルフ型、ユニモルフ型、モノモルフ型又は積層型(マルチモルフ型)の圧電素子(圧電アクチュエータ)を挙げることができる。バイモルフ型の圧電アクチュエータは、例えば、長さ方向に伸縮する2枚の圧電材料薄膜がタッチパネル振動手段を構成する支持構造体(例えば、銅板、燐青銅板や、白銅板、黄銅板から成る)を介して積層された構造を有し、一方の圧電材料薄膜が伸びたとき、他方の圧電材料薄膜が縮む。尚、2枚の圧電材料薄膜を、分極方向を対称に配置した形式(シリーズ・タイプ)と、分極方向を非対称に(同一方向に)配置した形式(パラレル・タイプ)とがある。積層型の圧電アクチュエータは、例えば、長さ方向に伸縮する多数の圧電材料薄膜と支持構造体とが積層された構造を有する。圧電材料として、PbZrO3とPbTiO3の固溶体であるPZT[ジルコン酸チタン酸鉛、Pb(Zr,Ti)O3];PZTにNb、Co、Mnを添加したPZT系セラミックス材料;PZTにペロブスカイトABO3を加えた3成分系のPZT系セラミックス材料;PbTiO3系セラミックス材料;LiNbO3系セラミックス材料;BaTiO3−SiO2−Al2O3やBaTiO3−Nb2O5といったBaTiO3系セラミックス材料;マグネシウム・ニオブ酸鉛[Pb(Mg,Nb)O3]系セラミックス材料;ZnO;AlN;水晶;メタニオブ酸鉛;ポリフッ化ビニリデン(PVDF)を例示することができる。但し、圧電アクチュエータに限定するものではなく、その他、静電駆動アクチュエータ、熱駆動アクチュエータ[熱膨張係数の異なる2種類の材料層(例えば、Si層とAu層の積層構造、Si層とAl層の積層構造、熱膨張係数の異なるポリイミド層の積層構造)を積層した熱バイモルフ型とし、これらの2種類の材料層に例えば電流を流すことで温度変化を生じさせる結果、タッチパネル振動手段が撓み、これによって、タッチパネルに振動が生じるアクチュエータ]、磁界を印加したときに形状が変化するジュール効果を有する磁歪材料から構成された電磁駆動アクチュエータ、磁気トルクを利用した電磁駆動アクチュエータ、あるいは、高分子ゲルから構成された電気化学駆動アクチュエータ、ボイスコイル式振動モータ、携帯電話機のバイブレータに用いられる小型モータを用いることもできる。
以上に説明した好ましい構成、形態を含む本発明のタッチパネル組立体あるいはその駆動方法(以下、これらを総称して、単に、『本発明』と呼ぶ)において、使用者は、タッチパネルの第1点及び第2点を具体的には指で触れるが、通常、タッチパネルには、使用者の指が接触すべき点(『接触部』と呼ぶ)が複数(2点以上)、配置されている。そして、使用者は、所望の操作や指示、入力等を行うためにタッチパネルの接触部に触れる。使用者の第1点及び第2点への接触は、同時である形態であってもよいし、第1点に接触した後に第2点に接触する形態であってもよい。接触された接触部が1箇所である場合には、接触部に適切な振動が伝わる如何なる振動でもよいので、タッチパネル振動手段にとって最も単純な振動(例えば、並進振動等)を用いればよい。一方、接触された接触部が3箇所以上である場合には、押圧の大きさや、接触面積の大きさ、接触の安定性(連続性等)等を評価指標として、どの2箇所が主たる接触であるかを判別すればよい。あるいは又、単純に、第3番目に接触された接触部あるいはそれ以降に接触された接触部に関しては接触されなかったものとして処理を行ってもよい。接触部の存在や接触部、所望の操作や指示、入力等に関する情報は、通常、接触部やタッチパネルを通して視認される表示装置の表示によって明確化される。
本発明において、タッチパネルは、本質的に如何なる構成であってもよく、抵抗膜方式、加圧抵抗変化方式、電磁誘導方式、静電容量方式、SAW(Surface Acoustic Wave)方式といった周知の方式を挙げることができる。タッチパネルは、表示装置と一体に設けられていてもよいし、表示装置の上あるいは上方に配置されていてもよい。表示装置として、具体的には、液晶表示装置や有機エレクトロルミネッセンス表示装置(有機EL表示装置)を挙げることができる。
本発明のタッチパネル組立体は、例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話機、携帯情報端末(PDA,Personal Digital Assistant)、ハンディターミナル、カーナビゲーション装置、複写機等の電子機器に組み込むことができる。
実施例1は、本発明のタッチパネル組立体及びその駆動方法に関する。図1の(A)に、実施例1のタッチパネル組立体を上から眺めたときの模式図を示し、図1の(B)に、図1の(A)における矢印B−Bに沿った模式的断面図を示す。
実施例1のタッチパネル組立体は、
(A)XY平面内に配置されたタッチパネル10、及び、
(B)タッチパネル10の法線を中心としてタッチパネル10をXY平面内で振動させるタッチパネル振動手段20、
を備えている。
(A)XY平面内に配置されたタッチパネル10、及び、
(B)タッチパネル10の法線を中心としてタッチパネル10をXY平面内で振動させるタッチパネル振動手段20、
を備えている。
ここで、実施例1にあっては、タッチパネル10を周知の静電容量方式のタッチパネルとしたが、これに限定するものではなく、その他、抵抗膜方式、加圧抵抗変化方式、電磁誘導方式、SAW方式とすることもできる。タッチパネル10と表示装置(具体的には、液晶表示装置)30とは一体に設けられている。具体的には、表示装置30の表面にタッチパネル10が接着されている。尚、タッチパネル10の下あるいは下方に表示装置30を配置してもよい。図1の(B)においては、表示装置30を概念的に図示している。実施例1のタッチパネル組立体は、例えば、デジタルスチルカメラに組み込まれているが、具体的な説明及び図示は省略した。使用者は、所望の操作や指示、入力等を行うためにタッチパネル10の使用者の指が接触すべき点(接触部)に触れる。接触部は、複数(2点以上、例えば、図示した例では、点線の円形で示す20点)、配置されている。接触部の存在や接触部、所望の操作や指示、入力等に関する情報は、接触部、タッチパネル10を通して視認される表示装置30の表示によって明確化される。
実施例1にあっては、タッチパネル振動手段20は、タッチパネル10をX軸に沿って直線的にXY平面内で振動させ、且つ、タッチパネル10をY軸に沿ってXY平面内で直線的に振動させる。これによって、タッチパネル10の法線を中心として振動を生じさせることができる。そして、タッチパネル10は、タッチパネル振動手段20によって、タッチパネル10のX軸上において、プラスチック製の筐体40に取り付けられている。具体的には、タッチパネル10は、筐体40に対して2つのタッチパネル振動手段20によって、即ち、2点で支持されている。タッチパネル振動手段20は、周知の圧電素子(圧電アクチュエータ)から構成されている。具体的には、各タッチパネル振動手段20は、周知のバイモルフ型であって積層型(マルチモルフ型)の2つの圧電素子(圧電アクチュエータ)の組合せから成る。即ち、各タッチパネル振動手段20を構成する2つの圧電素子の内の一方の圧電素子(便宜上、『第1の圧電素子21』と呼ぶ)は、タッチパネル10をX軸に沿って直線的にXY平面内で振動させ、他方の圧電素子(便宜上、『第2の圧電素子22』と呼ぶ)は、タッチパネル10をY軸に沿って直線的にXY平面内で振動させる。そして、これらの第1の圧電素子21及び第2の圧電素子22が積層されて、一体に組み立てられている。例えば、第1の圧電素子21が周知の方法で筐体40に取り付けられ、第2の圧電素子22が周知の方法でタッチパネル10に取り付けられている。
そして、実施例1のタッチパネル組立体にあっては、あるいは又、実施例1のタッチパネル組立体の駆動方法にあっては、使用者がタッチパネル10の任意の2点である第1点A及び第2点Bに触れたとき、タッチパネル振動手段20は、あるいは又、タッチパネル振動手段20によって、第1点Aを通るタッチパネル10の法線を中心としてタッチパネル10をXY平面内で振動させる。尚、実施例1にあっては、使用者がタッチパネル10の第1点A及び第2点Bに触れたとき、タッチパネル振動手段20は(あるいは、タッチパネル振動手段20によって)、第1点Aにおいては振動を生じさせない。
以下、実施例1のタッチパネル組立体におけるタッチパネルの駆動原理(振動の原理)を、図2の(A)、(B)、図3の(A)、(B)、図4の(A)、(B)、及び、図5を参照して説明する。
図2の(A)に示すように、便宜上、タッチパネル10の中心点を原点O(0,0)とし、原点O(0,0)を通るタッチパネル10の法線をZ軸とする。また、原点O(0,0)を通り、タッチパネル10の一辺と平行な直線をX軸とする。タッチパネル10は、タッチパネル振動手段20A,20Bによって、タッチパネル10のX軸上において筐体40に取り付けられているが、タッチパネル10の一方のタッチパネル振動手段20Aへの取付部Pの(X,Y)座標をP(X’0,0)とし、タッチパネル10の他方のタッチパネル振動手段20Bへの取付部Qの(X,Y)座標をP(X0,0)とする。尚、X0=−X’0>0である。
ここで、図2の(B)に示すように、使用者がタッチパネル10の任意の2点である第1点A及び第2点Bに触れたとする。ここで、第1点Aの(X,Y)座標をA(X1,Y1)とし、第2点Bの(X,Y)座標をB(X2,Y2)とする。
先ず、図3の(A)に示すように、第1点AをX軸に射影したと想定する。このときの第1点AのX軸への射影像A’の(X,Y)座標は(X1,0)である。この射影像A’を中心として、XY平面内でタッチパネルを微小角度θだけ動かしたとする(図3の(B)参照)。このような状態を得るために、タッチパネル振動手段20AにΔPyのY軸方向ゲインを与え、タッチパネル振動手段20BにΔQyのY軸方向ゲインを与えるとする(図3の(B)参照)。尚、Y軸方向ゲインΔPyのY軸方向ゲインの符号と、Y軸方向ゲインΔQyの符号とは、反対の符号である。また、
θ=ΔPy/(X1−X’0)=−ΔQy/(X0−X1) (1)
である。そして、この状態では、図4の(A)に示すように、第1点Aは、(Y1・θ)の距離だけX軸方向に沿って移動すると近似することができる。ここで、
Y1・θ=Y1・{ΔPy/(X1−X’0)} (2−1)
Y1・θ=Y1・{−ΔQy/(X0−X1)} (2−2)
である。尚、『Y軸方向ゲイン』における「ゲイン」とは、発生させたい振動波形(電圧)から、パネルに発生する実振動(変位)への変換係数のことである。即ち、『Y軸方向ゲイン』とは、タッチパネル振動手段20A,20Bによってタッチパネル10に与えられる振動における、Y軸方向の変換係数のことである。また、後述する『X軸方向ゲイン』とは、タッチパネル振動手段20A,20Bによってタッチパネル10に与えられる振動におけるX軸方向の変換係数のことである。
θ=ΔPy/(X1−X’0)=−ΔQy/(X0−X1) (1)
である。そして、この状態では、図4の(A)に示すように、第1点Aは、(Y1・θ)の距離だけX軸方向に沿って移動すると近似することができる。ここで、
Y1・θ=Y1・{ΔPy/(X1−X’0)} (2−1)
Y1・θ=Y1・{−ΔQy/(X0−X1)} (2−2)
である。尚、『Y軸方向ゲイン』における「ゲイン」とは、発生させたい振動波形(電圧)から、パネルに発生する実振動(変位)への変換係数のことである。即ち、『Y軸方向ゲイン』とは、タッチパネル振動手段20A,20Bによってタッチパネル10に与えられる振動における、Y軸方向の変換係数のことである。また、後述する『X軸方向ゲイン』とは、タッチパネル振動手段20A,20Bによってタッチパネル10に与えられる振動におけるX軸方向の変換係数のことである。
使用者がタッチパネル10の第1点A及び第2点Bに触れたとき、タッチパネル振動手段20A,20Bは、第1点Aにおいては振動を生じさせない。このような状態を得るためには、第1点Aが(Y1・θ)の距離だけX軸に沿って移動することを打ち消すようにすればよい(図4の(B)参照)。即ち、式(2−1)及び式(2−2)から、タッチパネル振動手段20A及びタッチパネル振動手段20Bに、X軸方向ゲインとして、
−Y1・θ=−Y1・{ΔPy/(X1−X’0)} (3−1)
−Y1・θ=−Y1・{−ΔQy/(X0−X1)} (3−2)
を与えればよい。尚、図4の(B)において、タッチパネル振動手段20A及びタッチパネル振動手段20Bに与えられたX軸方向ゲイン及びY軸方向ゲインの合成ゲインを、白抜きの矢印で示す。
−Y1・θ=−Y1・{ΔPy/(X1−X’0)} (3−1)
−Y1・θ=−Y1・{−ΔQy/(X0−X1)} (3−2)
を与えればよい。尚、図4の(B)において、タッチパネル振動手段20A及びタッチパネル振動手段20Bに与えられたX軸方向ゲイン及びY軸方向ゲインの合成ゲインを、白抜きの矢印で示す。
以上を纏めると、タッチパネル振動手段20Aに与えるX軸方向ゲインΔPx、Y軸方向ゲインΔPy、及び、タッチパネル振動手段20Bに与えるX軸方向ゲインΔQx、Y軸方向ゲインΔQyは、式(1)、式(3−1)、式(3−2)から、以下のとおりとなる。
(ΔPx,ΔPy)=(−Y1・θ,(X1−X’0)・θ) (4−1)
(ΔQx,ΔQy)=(−Y1・θ,−(X0−X1)・θ) (4−2)
(ΔPx,ΔPy)=(−Y1・θ,(X1−X’0)・θ) (4−1)
(ΔQx,ΔQy)=(−Y1・θ,−(X0−X1)・θ) (4−2)
これによって、第1点Aは動かず、第1点Aを中心として、微小角度θだけ回転する(図5参照)。このときの第2点Bの移動量ΔBは、第1点Aから第2点Bまでの距離をrとしたとき、
ΔB=r・θ (5)
で近似することができる。尚、
r={(X2−X1)2+(Y2−Y1)2}1/2
である。
ΔB=r・θ (5)
で近似することができる。尚、
r={(X2−X1)2+(Y2−Y1)2}1/2
である。
第1点Aを動かさず、第2点BをΔBだけ移動させるために、タッチパネル振動手段20Aに与える(X軸方向ゲイン,Y軸方向ゲイン)を(ΔPX,ΔPY)とし、タッチパネル振動手段20Bに与える(X軸方向ゲイン,Y軸方向ゲイン)を(ΔQX,ΔQY)とすると、(ΔPX,ΔPY),(ΔQX,ΔQY)は、式(4−1)、式(4−2)、式(5)から、以下のとおりとなる。
(ΔPX,ΔPY)=(−Y1・ΔB/r,(X1−X’0)・ΔB/r) (6−1)
(ΔQX,ΔQY)=(−Y1・ΔB/r,−(X0−X1)・ΔB/r) (6−2)
(ΔPX,ΔPY)=(−Y1・ΔB/r,(X1−X’0)・ΔB/r) (6−1)
(ΔQX,ΔQY)=(−Y1・ΔB/r,−(X0−X1)・ΔB/r) (6−2)
どの接触部に使用者が接触したかは、タッチパネル10によって検出することができる。従って、タッチパネル振動手段20を制御する制御手段(図示せず)においては、第1点A及び第2点Bの座標(X1,Y1),(X2,Y2)を知ることができる。また、接触される第1点と第2点の組合せから、予めrを求めることができるし、θの値も予め決定しておけばよい。そして、使用者が接触した第1点A及び第2点Bをタッチパネル10によって検出することで、制御手段は、(ΔPX,ΔPY),(ΔQX,ΔQY)を求め、これらの(X軸方向ゲイン,Y軸方向ゲイン)の値に基づき、タッチパネル振動手段20A,20Bのそれぞれを構成する第1の圧電素子21及び第2の圧電素子22を駆動すればよい。尚、制御手段に、第1点及び第2点の座標と(ΔPX,ΔPY),(ΔQX,ΔQY)との関係やタッチパネル振動手段20A,20Bの駆動周波数をテーブルとして記憶しておけば、即ち、接触部の数を「N」としたとき、N×(N−1)個の(ΔPX,ΔPY),(ΔQX,ΔQY)のデータ及びタッチパネル振動手段20A,20Bの駆動周波数のデータを備えておけば、使用者が接触した第1点A及び第2点Bをタッチパネル10によって検出することで、制御手段は、このテーブルに基づき、タッチパネル振動手段20A,20Bのそれぞれを構成する第1の圧電素子21及び第2の圧電素子22を駆動することができる。
使用者が第1点のみに触れ、使用者に振動を伝達する必要が生じたときには、並進運動等の単純な振動が発生するようにタッチパネルを駆動すればよい。次いで、第2点に触れ、第1点、第2点共に同様の振動を伝達する必要がある場合は、引き続き並進振動が発生するようにタッチパネルを駆動すればよい。一方、第1点に振動を伝達し、第2点に振動を伝える必要がない場合には、第2点を通るタッチパネルの法線を中心としてXY平面内で振動するモードにタッチパネルの振動を変更する。逆に、第1点に振動を伝達せず、第2点に振動を伝える必要がある場合には、第1点を通るタッチパネルの法線を中心としてXY平面内で振動するモードにタッチパネルの振動を変更する。第1点、第2点に独立した振動を伝達する必要がある場合は、(第1点での振動伝達のための)第2点を通るタッチパネルの法線を中心としたXY平面内の振動と、(第2点での振動伝達のための)第1点を通るタッチパネルの法線を中心としたXY平面内の振動とを重畳した振動を発生させるように、タッチパネルを駆動すればよい。
実施例2は、実施例1の変形である。実施例2にあっては、タッチパネル振動手段20は(あるいは、タッチパネル振動手段20によって)、更に、第2点Bを通るタッチパネル10の法線を中心としてタッチパネル10をXY平面内で振動させる。実施例2にあっては、使用者がタッチパネル10の第1点A及び第2点Bに触れたとき、タッチパネル振動手段20は(あるいは、タッチパネル振動手段20によって)、第1点Aにおける振動の状態と第2点Bにおける振動の状態を異ならせる。
具体的には、第1点Aに振動を与えず、第1点Aを通るタッチパネル10の法線を中心としてタッチパネル10がXY平面内で振動することを想定したときの、タッチパネル10の振動の振幅及び/又は周波数と、第2点Bに振動を与えず、第2点Bを通るタッチパネル10の法線を中心としてタッチパネル10がXY平面内で振動することを想定したときの、タッチパネル10の振動の振幅及び/又は周波数とを異ならせる。そして、このような振動の状態をタッチパネルに与えることで、タッチパネル10において振動が合成され、使用者は、例えば、第1点Aから第2点Bに向かう振動の一種の動き(流れ)を察知することができる。
タッチパネル10の振動の振幅を変えるためには、例えば、上述した「θ」の設定値を変えればよい。ここで、制御手段に、第1点及び第2点の座標並びに第1点及び第2点の接触順序と、(ΔPX,ΔPY),(ΔQX,ΔQY)との関係やタッチパネル振動手段20A,20Bの駆動周波数をテーブルとして記憶しておけば、即ち、接触部の数を「N」としたとき、N×(N−1)×2個の(ΔPX,ΔPY),(ΔQX,ΔQY)のデータ及びタッチパネル振動手段20A,20Bの駆動周波数のデータを備えておけば、使用者が接触した第1点A及び第2点Bをタッチパネル10によって検出することで、制御手段は、このテーブルに基づき、タッチパネル振動手段20A,20Bのそれぞれを構成する第1の圧電素子21及び第2の圧電素子22を駆動することができる。
以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例にて説明したタッチパネル、タッチパネル組立体等の構成、構造、タッチパネル組立体の駆動方法は例示であり、適宜、変更することができる。
10・・・タッチパネル、20,20A,20B・・・タッチパネル振動手段、21・・・第1の圧電素子、22・・・第2の圧電素子、30・・・表示装置、40・・・筐体、A・・・第1点、B・・・第2点
Claims (10)
- (A)XY平面内に配置されたタッチパネル、及び、
(B)タッチパネルの法線を中心としてタッチパネルをXY平面内で振動させるタッチパネル振動手段、
を備えており、
使用者がタッチパネルの任意の2点である第1点及び第2点に触れたとき、タッチパネル振動手段は、第1点を通るタッチパネルの法線を中心としてタッチパネルをXY平面内で振動させるタッチパネル組立体。 - 使用者がタッチパネルの第1点及び第2点に触れたとき、タッチパネル振動手段は、第1点においては振動を生じさせない請求項1に記載のタッチパネル組立体。
- タッチパネル振動手段は、更に、第2点を通るタッチパネルの法線を中心としてタッチパネルをXY平面内で振動させる請求項1に記載のタッチパネル組立体。
- 使用者がタッチパネルの第1点及び第2点に触れたとき、タッチパネル振動手段は、第1点における振動の状態と第2点における振動の状態を異ならせる請求項3に記載のタッチパネル組立体。
- タッチパネル振動手段は、タッチパネルをX軸に沿って直線的にXY平面内で振動させ、且つ、タッチパネルをY軸に沿ってXY平面内で直線的に振動させることで、タッチパネルの法線を中心として振動を生じさせる請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のタッチパネル組立体。
- タッチパネルは、タッチパネル振動手段によって、タッチパネルのX軸上において筐体に取り付けられている請求項5に記載のタッチパネル組立体。
- タッチパネル振動手段は圧電素子から構成されている請求項5に記載のタッチパネル組立体。
- (A)XY平面内に配置されたタッチパネル、及び、
(B)タッチパネルの法線を中心としてタッチパネルをXY平面内で振動させるタッチパネル振動手段、
を備えており、
使用者がタッチパネルの任意の2点である第1点及び第2点に触れたとき、タッチパネル振動手段によって、第1点を通るタッチパネルの法線を中心としてタッチパネルをXY平面内で振動させるタッチパネル組立体の駆動方法。 - タッチパネル振動手段によって、更に、第2点を通るタッチパネルの法線を中心としてタッチパネルをXY平面内で振動させる請求項8に記載のタッチパネル組立体の駆動方法。
- タッチパネル振動手段によって、タッチパネルをX軸に沿って直線的にXY平面内で振動させ、且つ、タッチパネルをY軸に沿ってXY平面内で直線的に振動させることで、タッチパネルの法線を中心として振動を生じさせる請求項8又は請求項9に記載のタッチパネル組立体の駆動方法。
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US9223403B2 (en) | 2012-12-19 | 2015-12-29 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Tactile input and output device |
JP2016009449A (ja) * | 2014-06-26 | 2016-01-18 | 京セラ株式会社 | 触感呈示装置 |
US9285880B2 (en) | 2012-12-26 | 2016-03-15 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Touch panel device and method of controlling a touch panel device |
-
2010
- 2010-01-20 JP JP2010009967A patent/JP2011150467A/ja active Pending
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