JP6037030B2 - 電子機器、及び、電子機器における照合方法 - Google Patents

電子機器、及び、電子機器における照合方法 Download PDF

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Description

本発明は、電子機器、及び、電子機器における照合方法に関する。
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）。
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。
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。
また、従来より、生体又は物体の接触位置を所定の検出範囲内で検出する接触検出センサと、上記接触検出センサで検出した接触位置又は接触位置の変化に対応して、所定の機能の入力を受け付ける入力処理を行い、上記接触位置の所定量以上の変化がある毎に、駆動信号を出力する制御手段と、を備える入力装置がある（例えば、特許文献２参照）。この入力装置は、上記制御手段が出力する駆動信号により、少なくとも上記接触検出センサの配置位置の近傍を一時的に振動させるアクチュエータをさらに備える。
また、従来より、表示部、前記表示部に設けられるタッチパネルおよび前記タッチパネルに対するタッチ操作を検出する検出部を有し、タッチ操作に基づく所定の処理の実行を制限するロック状態が設定できる、携帯端末がある（例えば、特許文献３参照）。

この携帯端末は、所定機能に関する通知情報を記憶する記憶部、及び、前記ロック状態が設定されているとき、前記ロック状態を解除するためのタッチ操作を受け付けタッチ操作に応じて移動するオブジェクトと、前記通知情報とを前記表示部の表示領域に表示する表示処理部を備える。
また、この携帯端末は、さらに、前記通知情報を表示する表示領域に前記オブジェクトを移動させてリリースするタッチ操作が検出されたかを判断する判断部、および、前記通知情報を表示する表示領域に前記オブジェクトを移動させてリリースするタッチ操作が検出されたと判断された場合、前記ロック状態を解除すると共に、その通知情報に関する機能を実行する実行部をさらに備える。
特開２０１０−２３１６０９号公報 特開２００３−３３７６４９号公報 特開２０１３−０９３６９９号公報
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。
また、従来の入力装置は、接触位置に所定量以上の変化がある毎に、接触検出センサの配置位置の近傍を一時的に振動させるアクチュエータを備えるが、振動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。
また、従来の携帯端末は、タッチパネルを振動させていないため、例えばロック状態を解除するような所定の操作のために必要な操作入力を利用者が行う際に、必要な情報を利用者が容易に入力できなくなるおそれがある。
そこで、良好な触感を提供することによって利用者が必要情報を容易に入力できる電子機器、及び、電子機器における照合方法を提供することを目的とする。
本発明の実施の形態の電子機器は、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であって、前記操作面への操作入力の位置の移動量に応じて、前記固有振動の強弱が切り替わるように前記振動素子を駆動する駆動制御部と、前記固有振動の強弱の所定の切り替え回数に相当する第１暗証番号を表す第１データを格納する第１メモリと、前記操作面への操作入力が行われると、前記駆動制御部が前記固有振動の強弱を切り替える回数と、前記第１データが表す第１暗証番号とを照合する第１照合部とを含む。
良好な触感を提供することによって利用者が必要情報を容易に入力できる電子機器、及び、電子機器における照合方法を提供することができる。
実施の形態の電子機器１００を示す斜視図である。 実施の形態の電子機器１００を示す平面図である。 図２に示す電子機器１００のＡ−Ａ矢視断面を示す図である。 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。 電子機器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。 実施の形態の電子機器１００の構成を示す図である。 電子機器１００の振動素子１４０を駆動する駆動波形を示す図である。 メモリ２５０に格納される暗証番号データを示す図である。 図８に示す暗証番号データに含まれる第１方向データ、第２方向データ、及び第３方向データが表す角度の区間を示す図である。 実施の形態の電子機器１００の駆動制御装置３００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。 実施の形態の電子機器１００の駆動制御装置３００の照合部２６０が実行する処理を示すフローチャートである。 実施の形態の電子機器１００の動作例を示す図である。 電子機器１００の振動素子１４０を駆動する他の駆動波形を示す図である。 第２暗証番号を表すデータと、第２暗証番号によって実行されるアプリケーションの種類を表すデータとを関連付けたデータを示す図である。 実施の形態の電子機器１００の動作例を示す図である。 実施の形態の電子機器１００の動作例を示す図である。 実施の形態の電子機器１００の動作例を示す図である。
以下、本発明の電子機器、及び、電子機器における照合方法を適用した実施の形態について説明する。
＜実施の形態＞
図１は、実施の形態の電子機器１００を示す斜視図である。
電子機器１００は、一例として、タッチパネルを入力操作部とする、スマートフォン端末機、又は、タブレット型コンピュータである。電子機器１００は、タッチパネルを入力操作部とする機器であればよいため、例えば、携帯情報端末機、又は、ＡＴＭ（Automatic Teller Machine）のように特定の場所に設置されて利用される機器であってもよい。
電子機器１００の入力操作部１０１は、タッチパネルの下にディスプレイパネルが配設されており、ディスプレイパネルにＧＵＩ(Graphic User Interface)による様々なボタン１０２Ａ、又は、スライダー１０２Ｂ等（以下、ＧＵＩ操作部１０２と称す）が表示される。
電子機器１００の利用者は、通常、ＧＵＩ操作部１０２を操作するために、指先で入力操作部１０１に触れる。
次に、図２を用いて、電子機器１００の具体的な構成について説明する。
図２は、実施の形態の電子機器１００を示す平面図であり、図３は、図２に示す電子機器１００のＡ−Ａ矢視断面を示す図である。なお、図２及び図３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。
電子機器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。
筐体１１０は、例えば、樹脂製であり、図３に示すように凹部１１０Ａ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。
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、電子機器１００の利用者が操作入力を行う操作面の一例である。
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３に示すように矩形環状である必要はない。
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。
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。
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、圧電素子を用いることができる。
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。
なお、超音波帯とは、例えば、約２０ｋＨｚ以上の周波数帯をいう。実施の形態の電子機器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。
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、電子機器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。
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、電子機器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。
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。
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２及び図３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２及び図３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。
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２及び図３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。
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１１０Ａ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。
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、電子機器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。
基板１７０は、筐体１１０の凹部１１０Ａ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。
基板１７０には、後述する駆動制御装置の他に、電子機器１００の駆動に必要な種々の回路等が実装される。
以上のような構成の電子機器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。
電子機器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。
次に、図４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。
図４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４の（Ａ）は側面図、（Ｂ）は斜視図である。図４の（Ａ）、（Ｂ）では、図２及び図３と同様のＸＹＺ座標を定義する。なお、図４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４の（Ａ）、（Ｂ）では振動素子１４０を省略する。
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。
Figure 0006037030
Figure 0006037030
 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。
図４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３３．５［ｋＨｚ］となる。この場合は、周波数が３３．５［ｋＨｚ］の駆動信号を用いればよい。
トップパネル１２０は、平板状の部材であるが、振動素子１４０（図２及び図３参照）を駆動して超音波帯の固有振動を発生させると、図４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。
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、対称になるように配設すればよい。
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。
次に、図５を用いて、電子機器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。
図５は、電子機器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（ドラッグする）操作入力（ドラッグ操作）を行っている。なお、振動のオン／オフは、振動素子１４０（図２及び図３参照）をオン／オフすることによって行われる。
また、図５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。
超音波帯の固有振動は、図４に示すようにトップパネル１２０の全体に生じるが、図５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。
このため、図５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。
図５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。
一方、図５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。
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。
従って、図５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。
このため、図５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。
一方、図５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。
このため、図５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。
以上より、図５の（Ａ）と（Ｂ）の場合に、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。
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。
次に、図６を用いて、実施の形態の電子機器１００の構成について説明する。また、ここでは、図６に加えて、図７を用いて、電子機器１００の振動素子１４０を駆動する駆動波形について説明する。
図６は、実施の形態の電子機器１００の構成を示す図である。図７は、電子機器１００の振動素子１４０を駆動する駆動波形を示す図である。なお、図７において、横軸は操作入力の位置の移動量を表し、縦軸は振動素子１４０を振動させる駆動信号が表す振幅を示す。
電子機器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。
制御部２００は、アプリケーションプロセッサ２２０、通信プロセッサ２３０、駆動制御部２４０、メモリ２５０、照合部２６０、及びロック制御部２７０を有する。制御部２００は、例えば、ＩＣチップで実現される。
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、通信プロセッサ２３０、駆動制御部２４０、メモリ２５０、照合部２６０、及びロック制御部２７０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。
図６では、筐体１１０、トップパネル１２０、両面テープ１３０、及び基板１７０（図２参照）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、照合部２６０、ロック制御部２７０、正弦波発生器３１０、及び振幅変調器３２０について説明する。
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。
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。
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。
アプリケーションプロセッサ２２０は、電子機器１００の種々のアプリケーションを実行する処理を行う。また、アプリケーションプロセッサ２２０は、照合部２６０から後述する第２暗証番号の照合が成立したことを表す第２信号が入力されると、予め設定された所定のアプリケーションを実行する。アプリケーションプロセッサ２２０は、アプリケーション実行部の一例である。
通信プロセッサ２３０は、電子機器１００が３Ｇ(Generation)、４Ｇ(Generation)、LTE(Long Term Evolution)、WiFi等の通信を行うために必要な処理を実行する。
駆動制御部２４０は、操作入力の有無と、操作入力の位置の移動距離とに応じて、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。
駆動制御部２４０は、電子機器１００の電源をオンにする際に、利用者が第１暗証番号及び第２暗証番号を入力するためにトップパネル１２０に触れると、操作入力の位置の移動量が単位移動量（単位移動距離）に達するたびに、振動素子１４０のオン／オフを切り替える。これは、トップパネル１２０の振動のオン／オフを切り替えると、利用者の指先に掛かる動摩擦力が変化するため、触感を通じて利用者に操作量を感知させるためである。
駆動制御部２４０は、例えば、図７に示すように操作入力の位置の移動量に応じて振動素子１４０のオン／オフを切り替える。図７では、操作入力の位置の移動量が単位移動量ｄｍに達するたびに、駆動制御部２４０は、振動素子１４０を瞬間的にオンにする。このため、利用者は、操作入力の位置を単位移動量ｄｍだけ動かすたびに、指先で凹凸の触感を得る。凹凸の触感は、所謂メタルドーム式のボタンを操作したときのようなクリック感として利用者に感知される。
ここでは、操作入力の位置の移動量が単位移動量ｄｍに達すると、瞬間的に振動素子１４０をオンにしているため、振動素子１４０がオフからオンになるときに利用者の指先には凹部が存在する触感を得て、次の瞬間に振動素子１４０がオフに切り替えられると、凸部が存在する触感を得る。このため、図７に示すように振動素子１４０を瞬間的にオンにすることにより、利用者の指先に凹凸の触感を提供することができる。
実施の形態の電子機器１００では、トップパネル１２０に触れた指先が一定の方向に移動する際に駆動制御部２４０が振動のオン／オフを切り替える回数で、第１暗証番号の１桁目の数値、第１暗証番号の２桁目の数値、及び第２暗証番号の数値が決まる。利用者は、指先に提供される凹凸の回数を数えながら、第１暗証番号と第２暗証番号を入力する。
なお、単位移動量ｄｍを表す値は、駆動制御部２４０が保持していればよい。また、この代わりに、単位移動量ｄｍを表すデータをメモリ２５０に格納してもよい。
メモリ２５０は、第１暗証番号を表すデータ、第１方向データ、第２方向データ、第２暗証番号を表すデータ、及び第３方向データを関連付けた暗証番号データを格納する。
また、メモリ２５０は、アプリケーションプロセッサ２２０がアプリケーションの実行に必要とするデータ及びプログラム、及び、通信プロセッサ２３０が通信処理に必要とするデータ及びプログラム等を格納する。また、これに加えて、メモリ２５０は、電子機器１００のロックを解除するために必要な第１暗証番号を表すデータ、所定のアプリケーションを起動させる際に用いる第２暗証番号を表すデータを格納する。メモリ２５０は、第１メモリ及び第２メモリの一例である。
なお、電子機器１００のロック機能とは、電子機器１００の電源をオンにする際に、第１暗証番号の入力を求め、タッチパネル１５０を通じて第１暗証番号が正しく入力されると、照合が成立したと判定してロックを解除（解錠）し、電子機器１００を使用可能な状態にする機能である。第１暗証番号が正しく入力されない場合には、第１暗証番号の照合は成立せず、ロック機能によるロック状態が維持され、電子機器１００を使用不可能な状態にされる。このようなロック機能は、ロック制御部２７０によって実現される。
照合部２６０は、電子機器１００の電源を投入する際にアプリケーションプロセッサ２２０が暗証番号の入力を受け付ける動作モードで電子機器１００を動作させているときに、利用者が入力する第１暗証番号又は第２暗証番号を認識し、照合処理を行う。また、照合部２６０は、照合結果を表す信号をロック制御部２７０又はアプリケーションプロセッサ２２０に送信する。照合部２６０は、第１照合部及び第２照合部の一例である。
照合部２６０は、第１暗証番号又は第２暗証番号の入力時に利用者の入力操作に応じて駆動制御部２４０が振動のオン／オフを切り替えると、切り替え回数をカウントするとともに、入力操作の位置の変化に基づいて、操作入力が行われる方向を判定することにより、第１暗証番号又は第２暗証番号として入力される数値と方向を識別する。ここで、入力される数値は、トップパネル１２０に触れた指先が一定の方向に移動する際における振動のオン／オフの切り替え回数に相当する。なお、振動のオン／オフを切り替える回数は、駆動制御部２４０が出力する駆動振動に基づいて判定すればよい。
照合部２６０は、利用者によってタッチパネル１５０に第１暗証番号が入力されると、入力された第１暗証番号をメモリ２５０に格納されている第１暗証番号と照合する。照合部２６０は、第１暗証番号の照合が成立すると、第１暗証番号の照合が成立したことを表す第１信号をロック制御部２７０に入力する。
また、照合部２６０は、利用者によってタッチパネル１５０に第１暗証番号が入力され、照合が成立した場合に、立て続けに利用者によってタッチパネル１５０に第２暗証番号が入力されると、入力された第２暗証番号をメモリ２５０に格納されている第２暗証番号と照合する。照合部２６０は、第２暗証番号の照合が成立すると、第２暗証番号の照合が成立したことを表す第２信号をアプリケーションプロセッサ２２０に入力する。アプリケーションプロセッサ２２０は、第２信号が照合部２６０から入力されると、予め設定された所定のアプリケーションを実行する。
ロック制御部２７０は、電子機器１００のロック機能を実現する制御部である。ロック制御部２７０は、第１暗証番号の照合が成立したことを表す第１信号が照合部２６０から入力されると、電子機器１００のロックを解除し、電子機器１００を使用可能な状態にする。
ロック制御部２７０は、第１信号が照合部２６０から入力されない限り、電子機器１００のロックを維持し、電子機器１００を使用不可能な状態にする。このように、ロック制御部２７０は、電子機器１００をロック状態又は非ロック状態のいずれかに保持する。ロック制御部２７０は、ロック解除部の一例である。
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３３．５［ｋＨｚ］の固有振動数ｆで振動させる場合は、正弦波の周波数は、３３．５［ｋＨｚ］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。
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、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、周波数及び位相は変調せずに、駆動信号を生成する。
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。
次に、図８を用いて、メモリ２５０に格納される暗証番号データについて説明する。
図８は、メモリ２５０に格納される暗証番号データを示す図である。図９は、図８に示す暗証番号データに含まれる第１方向データ、第２方向データ、及び第３方向データが表す角度の区間を示す図である。
図８に示すように、メモリ２５０に格納される暗証番号データは、第１暗証番号を表すデータ、第１方向データ、第２方向データ、第２暗証番号を表すデータ、及び第３方向データを関連付けたデータである。
図８には、第１暗証番号が２桁の数値'2', '1'で、第２暗証番号が１桁の数値'3'である形態を示す。第１方向データは、第１暗証番号の１桁目の数値'2'を入力する方向であり、第２方向データは、第１暗証番号の２桁目の数値'1'を入力する方向を表す。また、第３方向データは、第２暗証番号の数値'3'を入力する方向を表す。なお、ここでは、第１暗証番号が２桁の数値'2', '1'のうち、左側に示す数値'2'を１桁目の数値として取り扱い、右側に示す数値'1'を２桁目の数値として取り扱う。
第１暗証番号の２桁目、第１暗証番号の１桁目、及び第２暗証番号として利用者によって入力される数値は、上述のように、トップパネル１２０に触れた指先が一定の方向に移動する際に駆動制御部２４０が振動のオン／オフを切り替える回数によって確定する。第１暗証番号の２桁目、第１暗証番号の１桁目、及び第２暗証番号として利用者によって入力される数値は、それぞれ、暗証番号データに含まれる第１暗証番号の２桁目、第１暗証番号の１桁目、及び第２暗証番号と照合される。
また、第１暗証番号の２桁目、第１暗証番号の１桁目、及び第２暗証番号を入力するために利用者が操作入力の位置を移動させる方向は、それぞれ、第１方向データ、第２方向データ、及び第３方向データと照合される。
第１方向データ、第２方向データ、及び第３方向データは、ＸＹ平面における原点を始点とするベクトルの方向が図９に示す８つの角度の区間１〜８のいずれに属するかを表す。８つの角度の区間１〜８は、３６０度を８分割した４５度ずつの角度であり、Ｘ軸正方向の角度を０度とし、反時計回りで角度で定義される。
区間１〜８の範囲は、３３７．５度＜区間１≦２２．５度、２２．５度＜区間２≦６７．５度、６７．５度＜区間３≦１１２．５度、１１２．５度＜区間４≦１５７．５度、１５７．５度＜区間５≦２０２．５度、２０２．５度＜区間６≦２４７．５度、２４７．５度＜区間７≦２９２．５度、２９２．５度＜区間８≦３３７．５度の通りである。
図８に示す暗証番号データでは、第１方向データ、第２方向データ、及び第３方向データは、それぞれ、区間３、区間１、区間７に設定されている。従って、第１暗証番号の１桁目の数値'2'を入力する方向が、区間３に含まれていれば、第１暗証番号の１桁目の入力は有効な入力になる。
また、第１暗証番号の２桁目の数値'1'を入力する方向が、区間１に含まれていれば、第１暗証番号の２桁目の入力は有効な入力になる。また、第２暗証番号の数値'3'を入力する方向が、区間７に含まれていれば、第２暗証番号の入力は有効な入力になる。
なお、第１暗証番号の１桁目、第１暗証番号の２桁目、及び第２暗証番号は、それぞれ、入力される数値が足りない場合、又は、多い場合には数値自体が一致しないため、無効となる。
このように、第１暗証番号の２桁目、第１暗証番号の１桁目、及び第２暗証番号は、各数値が正しく入力され、かつ、各数値の入力が各方向データが示す角度の区間内で行われる場合に有効な入力となる。
なお、ここでは、第１方向データ、第２方向データ、及び第３方向データが、それぞれ、区間３、区間１、区間７に設定されている形態について説明するが、各方向データは区間１〜８のうちの任意の区間に設定することができる。第１暗証番号の２桁目、第１暗証番号の１桁目、及び第２暗証番号の数値の入力は、それぞれ、第１方向データ、第２方向データ、及び第３方向データとして設定される角度の区間に含まれる方向で行われる場合に有効な入力となる。それ以外の場合は無効な入力として取り扱われる。
利用者の指先がトップパネル１２０に触れている間は、トップパネル１２０の振動がオンの状態になる。利用者の指先がトップパネル１２０に触れながら所定の距離だけ移動するたびに、駆動制御部２４０は振動のオン／オフを切り替える。
駆動制御部２４０によって振動のオン／オフが１回切り替えられると、利用者の指先に凹凸を表す触感が１回提供される。このため、利用者は指先で感じる凹凸の回数を数えながら、所定の方向に操作入力（ドラッグ操作）を行うことにより、第１暗証番号及び第２暗証番号を入力することができる。
従って、図８に示す暗証番号データが設定されている場合に、利用者が第１暗証番号及び第２暗証番号を正しく入力するには、次のような操作入力（ドラッグ操作）を行えばよい。
利用者は、電子機器１００をオンにする際に、トップパネル１２０に触れた指先で２回の凹凸を感じるまで指先をＹ軸正方向に移動することにより、第１暗証番号の１桁目の数値'2'を入力することができる。Ｙ軸正方向は、第１方向データが表す区間３に含まれているからである。
また、利用者は、第１暗証番号の１桁目の数値'2'を入力した後に、トップパネル１２０に触れた指先を移動させる方向をＸ軸正方向に切り替え、１回の凹凸を感じるまで指先をＸ軸正方向に移動することにより、第１暗証番号の２桁目の数値'1'を入力することができる。Ｘ軸正方向は、第２方向データが表す区間１に含まれているからである。
また、利用者は、第１暗証番号の２桁目の数値'1'を入力した後に、トップパネル１２０に触れた指先を移動させる方向をＹ軸負方向に切り替え、３回の凹凸を感じるまで指先をＹ軸負方向に移動することにより、第２暗証番号の数値'3'を入力することができる。Ｙ軸負方向は、第３方向データが表す区間７に含まれているからである。
第１暗証番号の照合が成立すると、照合部２６０が第１信号をロック制御部２７０に入力するので、ロック制御部２７０は、電子機器１００のロックを解除し、電子機器１００を使用可能な状態にする。
また、第２暗証番号の照合が成立すると、照合部２６０が第２信号をアプリケーションプロセッサ２２０に入力するので、アプリケーションプロセッサ２２０は、予め設定された所定のアプリケーションを実行する。
以上のような第１暗証番号、第１方向データが表す方向、第２方向データが表す方向、第２暗証番号、及び第３方向データが表す方向は、電子機器１００の利用者が、予め設定しておけばよい。
第１暗証番号及び第２暗証番号の設定は、例えば、ディスプレイパネル１６０に数字キーを表すＧＵＩ操作部を表示して、利用者が操作入力によって数字を選択し、第１暗証番号及び第２暗証番号の数値を入力することによって行えばよい。また、この際に、第１暗証番号及び第２暗証番号の数値を入力する方向を選択するための入力部をＧＵＩ部品でディスプレイパネル１６０に表示すればよい。
また、このような手法の代わりに、実際に第１暗証番号及び第２暗証番号を入力するときと同様の操作入力を利用者に行わせることによって、第１暗証番号及び第２暗証番号を設定してもよい。
また、所定のアプリケーションは、例えば、利用頻度の高いアプリケーションを利用者が選択し、設定しておけばよい。
なお、第１方向データ、第２方向データ、及び第３方向データとして設定しうる角度の区間１〜８を４５度ずつの区間に設定したのは、利用者は操作入力を行う際の方向の振れ幅を考慮するためである。また、ここでは角度の区間を４５度ずつの８つの区間に設定しているが、区間の数は８つに限られず、例えば、９０度ずつであってもよく、３０度ずつであってもよい。
また、ここでは、暗証番号データは、第１暗証番号を表すデータ、第１方向データ、第２方向データ、第２暗証番号を表すデータ、及び第３方向データを含む形態について説明する。
しかしながら、暗証番号データは、より簡単なデータ構造であってもよい。例えば、第１暗証番号の１桁目の数値及び２桁目の数値に、それぞれ、第１方向データ及び第２方向データを関連付けなくてもよい。例えば、第１暗証番号の１桁目の数値を入力する方向と、２桁目の数値を入力する方向とがなす角度を表す角度データを第１暗証番号に関連付けてもよい。この場合は、第１暗証番号に関連付ける角度データを１つに減らすことができる。また、この場合は、第１暗証番号の１桁目の数値を入力する方向と、２桁目の数値を入力する方向とがなす角度が角度データが表す角度の範囲内にあればよく、第１暗証番号の１桁目の数値を入力する方向は、任意の方向でよいことになる。
また、第２暗証番号を入力する方向を表す第３方向データは、第１暗証番号の２桁目の数値を入力する方向と、第２暗証番号を入力する方向とがなす角度の範囲を表すデータであってもよい。
次に、図１０を用いて、実施の形態の電子機器１００の駆動制御装置３００の駆動制御部２４０が実行する処理について説明する。
図１０は、実施の形態の電子機器１００の駆動制御装置３００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。
電子機器１００のＯＳ（Operating System）は、所定の制御周期毎に電子機器１００を駆動するための制御を実行する。このため、駆動制御装置３００は、所定の制御周期毎に演算を行う。これは駆動制御部２４０も同様であり、駆動制御部２４０は、図１０に示すフローを所定の制御周期毎に繰り返し実行する。
ここで、ドライバＩＣ１５１から駆動制御装置３００に位置データが入力されてから、当該位置データに基づいて駆動制御部２４０が駆動信号を算出するまでの所要時間をΔｔとすると、所要時間Δｔは、制御周期に略等しい。
所定の制御周期の１周期の時間は、ドライバＩＣ１５１から駆動制御装置３００に位置データが入力されてから、当該位置データに基づいて駆動信号が算出されるまでの所要時間Δｔに相当するものとして取り扱うことができる。
駆動制御部２４０は、電子機器１００の電源がオンにされることにより、処理をスタートさせる。
駆動制御部２４０は、接触があるか否かを判定する（ステップＳ１）。接触の有無は、ドライバＩＣ１５１（図６参照）から位置データが入力されたか否かに基づいて判定すればよい。
駆動制御部２４０は、ステップＳ１で接触があったと判定した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）は、位置データの移動距離が所定距離Ｄ以上であるか否かを判定する（ステップＳ２）。位置データの移動距離は、前回の制御周期におけるステップＳ１で取得した位置データと、今回の制御周期におけるステップＳ１で取得した位置データとの差によって求められる。
電子機器１００のＯＳによって図１０に示すフローは制御周期毎に繰り返し実行されるため、駆動制御部２４０は、前回の制御周期のステップＳ１で取得した位置データと、今回の制御周期のステップＳ１で取得した位置データとの差に基づいて、位置データの移動距離を求める。そして、求めた位置データの移動距離が所定距離Ｄ以上であるか否かを判定する。
駆動制御部２４０は、位置データの移動距離が所定距離Ｄ以上である（Ｓ２：ＹＥＳ）と判定した場合は、振動素子１４０のオン／オフを切り替える（ステップＳ３）。ステップＳ３の処理は、ＧＵＩ操作部の操作量が単位移動量ｄｍに相当する所定距離Ｄ以上になったときに、振動素子１４０のオン／オフを切り替えることにより、利用者の指先に伝わる触感を変化させるために行う処理である。
例えば、振動素子１４０の振動をオンからオフに切り替える場合は、利用者の指先に凸部に触れた触感を与えることができる。一方、振動素子１４０の振動をオフからオンに切り替える場合は、利用者の指先に凹部に触れた触感を与えることができる。
このように、振動素子１４０のオン／オフを切り替えてトップパネル１２０に触れている利用者の指先に提供する触感を切り替えることにより、触感を通じて、操作量が単位移動量ｄｍに達したことを利用者に感知させる。
駆動制御部２４０は、ステップＳ３の処理が終了すると、フローをステップＳ１にリターンする。
また、ステップＳ２において、位置データの移動距離が所定距離Ｄ以上ではない（Ｓ２：ＮＯ）と判定した場合は、駆動制御部２４０は、フローをステップＳ１にリターンする。移動距離が所定距離Ｄに達しないときは、利用者が操作入力を終了した場合、又は、入力方向を切り替えた場合があり得るため、フローをステップＳ１にリターンして接触の有無を判定するためである。
また、ステップＳ１において、ステップＳ１で接触がないと判定した場合（Ｓ１：ＮＯ）は、駆動制御部２４０は図１０に示すフローによる駆動制御を終了する（エンド）。駆動制御部２４０は、振動素子１４０を駆動している場合は、振動素子１４０の駆動を停止する。振動素子１４０を停止するために、駆動制御部２４０は、駆動信号の振幅値をゼロに設定する。
従って、図１０に示す制御処理が制御周期毎に繰り返し実行されることにより、利用者の指先がＧＵＩ操作部等に触れながら移動して操作量が単位移動量ｄｍに達するたびに、トップパネル１２０の振動のオン／オフが切り替えられる。これにより、利用者の指先に凸部又は凹部に触れた触感を与えることができ、触感を通じて、操作量が単位移動量ｄｍに達したことを利用者に感知させることができる。
そして、利用者の指先がトップパネル１２０から離されると、すべての処理が終了する。
利用者の操作入力に基づいて、以上のような制御処理を駆動制御部２４０が行うことにより、第１暗証番号及び第２暗証番号が入力される。第１暗証番号及び第２暗証番号として入力される数値は、トップパネル１２０に触れた指先が一定の方向に移動する際における振動のオン／オフの切り替え回数に相当する。
そして、照合部２６０は、駆動制御部２４０が振動のオン／オフを切り替える回数をカウントするとともに、位置データの変化に基づいて、操作入力が行われる方向を判定することにより、入力される数値と方向を識別する。
照合部２６０は、第１暗証番号の照合を行い、第１暗証番号の照合が成立すると、第１信号をロック制御部２７０に入力する。また、照合部２６０は、第２暗証番号の照合を行い、第２暗証番号の照合が成立すると、第２信号をアプリケーションプロセッサ２２０に入力する。
なお、ここでは、利用者が第１暗証番号及び第２暗証番号の入力を行う形態について説明するが、利用者が入力するのは第１暗証番号のみであってもよい。利用者が第１暗証番号のみを入力した場合は、照合部２６０は第２信号を出力することなく、処理を終了すればよい。
図１１は、実施の形態の電子機器１００の駆動制御装置３００の照合部２６０が実行する照合処理を示すフローチャートである。
照合部２６０は、処理を開始すると、第１暗証番号の認証を行うために、駆動制御部２４０が出力する駆動信号に基づき、振動のオン／オフの切り替え回数をカウントするとともに、ドライバＩＣ１５１が出力する位置データに基づき、操作入力の方向を監視する（ステップＳ１１）。操作入力の方向は、利用者が行うドラッグ操作の方向である。
第１暗証番号の１桁目の数値と２桁目の数値とは、操作入力の位置が移動する方向が異なるため、照合部２６０は、例えば、カウントを開始した後に、操作入力の方向が切り替わるまでのカウント数を１桁目の数値として認識し、操作入力の方向が切り替わった後のカウント数を２桁目の数値として認識すればよい。
また、操作入力の方向は、例えば、最初の操作入力が行われた位置データと、振動のオン／オフが切り替えられるタイミングで照合部２６０が入手する位置データとに基づいて、認識すればよい。
ここで、最初の操作入力が行われた位置データと、振動のオン／オフが切り替えられるタイミングで照合部２６０が入手する位置データとに基づく操作入力の方向は、例えば、次のようにして認識すればよい。
振動のオン／オフが切り替えられるタイミングで照合部２６０が入手する位置データが２つある場合は、最初の操作入力が行われた位置データと合わせて全部で３つの位置データがあることになる。
この場合は、例えば、最初の操作入力が行われた位置データ（１つ目の位置データ）と、２つの位置データのうち最初に入手した位置データ（２つ目の位置データ）とで決まる第１の方向と、２つの位置データ（２つ目と３つ目の位置データ）によって決まる第２の方向とのそれぞれを操作入力の方向として認識すればよい。
また、第１の方向と第２の方向の平均的な方向を操作入力の方向として認識してもよい。
また、その他の手法で、１つ目、２つ目、及び３つ目の位置データを用いて操作入力の方向を認識してもよい。
照合部２６０は、制御周期毎にドライバＩＣ１５１から入力される位置データをすべて用いて操作入力の方向を判定してもよいが、最初の操作入力が行われた位置データと、振動のオン／オフが切り替えられるタイミングで照合部２６０が入手する位置データとを用いることにより、操作入力の方向を容易に認識することができる。
照合部２６０は、メモリ２５０に格納されている暗証番号データと、ステップＳ１１で認識した数値及び方向とを照合することにより、第１暗証番号の照合が成立するかどうかを判定する（ステップＳ１２）。
ステップＳ１２では、照合部２６０は、上述のようにステップＳ１１で認識した１桁目の数値及び２桁目の数値が暗証番号データの第１暗証番号の１桁目の数値及び２桁目の数値と一致するかどうかを判定すればよい。
また、照合部２６０は、上述のようにして認識した操作入力の方向が、方向データが表す方向に含まれるかどうかによって、操作入力の方向が方向データと一致するかどうかを判定すればよい。
以上のようにして、照合部２６０は、第１暗証番号の照合が成立するかどうかを判定すればよい。
照合部２６０は、第１暗証番号の照合が成立したと判定すると、第１信号をロック制御部２７０に出力する（ステップＳ１３）。
照合部２６０は、第２暗証番号の認証を行うために、駆動制御部２４０が出力する駆動信号に基づき、振動のオン／オフの切り替え回数をカウントするとともに、ドライバＩＣ１５１が出力する位置データに基づき、操作入力の方向を監視する（ステップＳ１４）。
照合部２６０は、メモリ２５０に格納されている暗証番号データと、ステップＳ１４で認識した数値及び方向とを照合することにより、第２暗証番号の照合が成立するかどうかを判定する（ステップＳ１５）。
ステップＳ１５では、照合部２６０は、上述のようにステップＳ１４で認識した数値が暗証番号データの第２暗証番号の数値と一致するかどうかを判定するとともに、上述のようにして認識した操作入力の方向が、方向データが表す方向に含まれるかどうかによって判定すればよい。
以上のようにして、照合部２６０は、第２暗証番号の照合が成立するかどうかを判定すればよい。
また、照合部２６０は、第２暗証番号の照合が成立すると、第２信号をアプリケーションプロセッサ２２０に出力する（ステップＳ１６）。
なお、照合部２６０は、第１暗証番号の照合が成立しない場合（Ｓ１２：ＮＯ）は、フローをスタートにリターンする。第１暗証番号の照合が成立しない場合は、再度の入力に備えて待機するためである。なお、第１暗証番号の照合が連続して所定回数以上成立しない場合は、照合部２６０は、電子機器１００を所定時間だけ第１暗証番号の入力を受け付けない動作モードに設定してもよい。
また、照合部２６０は、第２暗証番号が成立しない場合（Ｓ１５：ＮＯ）は、処理を終了する（エンド）。なお、第２暗証番号が入力されない場合も、第２暗証番号が成立しないものとして同様に処理を終了させればよい。
以上により、照合部２６０による処理が終了する。
なお、ここでは、第１暗証番号が１桁目の数値と２桁目の数値とによって構築されている動作例について説明したが、第１暗証番号は利用者の好みに応じて様々な数値及び桁数に設定することができる。このため、照合部２６０は、利用者によって設定される第１暗証番号の内容に応じて、判定処理を行えばよい。これは、第２暗証番号についても同様である。
また、第２暗証番号を設定していない場合は、ステップＳ１３までの処理で終了すればよい。
また、暗証番号データがさらに簡単なデータ構造によって実現されている場合は、照合部２６０は、そのようなデータ構造に応じて照合処理を行えばよい。例えば、第１暗証番号の１桁目の数値を入力する方向と、２桁目の数値を入力する方向とがなす角度を表す角度データが第１暗証番号に関連付けられている場合は、照合部２６０は、第１暗証番号の１桁目の数値を入力する方向と、２桁目の数値を入力する方向とがなす角度が、角度データによって表される角度の区間に入っているか否かを判定すればよい。
次に、図１２乃至図１７を用いて実施の形態の電子機器１００の動作例について説明する。
図１２は、実施の形態の電子機器１００の動作例を示す図である。図１３は、電子機器１００の振動素子１４０を駆動する他の駆動波形を示す図である。図１２では、図２乃至図４と同様のＸＹＺ座標を定義する。
例えば、図８に示す暗証番号データが設定されている場合には、ドラッグ操作により図１２に示すように第１暗証番号及び第２暗証番号を入力すればよい。図１２では、電子機器１００のディスプレイパネル１６０に「認証センサーをなぞるとロック解除できます。」との案内が表示されている。認証センサーは、トップパネル１２０及びタッチパネル１５０によって構築される暗証番号入力用のセンサーの名称である。
利用者は、電子機器１００をオンにする際に、トップパネル１２０に触れた指先で２回の凹凸を感じるまで指先をＹ軸正方向に移動することにより、第１暗証番号の１桁目の数値'2'を入力する。
そして、利用者は、トップパネル１２０に触れた指先を移動させる方向をＸ軸正方向に切り替え、１回の凹凸を感じるまで指先をＸ軸正方向に移動することにより、第１暗証番号の２桁目の数値'1'を入力する。凹凸の感触は、所謂メタルドーム式のボタンを操作したときのようなクリック感として利用者に感知される。
これにより、第１暗証番号の入力が完了するため、照合部２６０によって第１暗証番号の照合が行われ、ロック制御部２７０によって電子機器１００のロックが解除される。
また、利用者は、さらに続けてトップパネル１２０に触れた指先を移動させる方向をＹ軸負方向に切り替え、３回の凹凸を感じるまで指先をＹ軸負方向に移動することにより、第２暗証番号の数値'3'を入力することができる。
これにより、第２暗証番号の入力が完了するため、照合部２６０によって第２暗証番号の照合が行われ、アップリケーションプロセッサ２２０によって第２暗証番号によって特定されるアプリケーションが実行される。
このような操作入力を行う際に、操作入力の位置の移動量が単位移動量ｄｍに達するたびに、駆動制御部２４０が図７に示す駆動パターンで振動素子１４０を駆動する。
また、ここでは、第１暗証番号の１桁目及び２桁目の数値と、第２暗証番号の数値を入力する際に、操作入力の位置の移動量が単位移動量ｄｍに達するたびに駆動制御部２４０が振動素子を瞬間的にオンにする場合について説明する。すなわち、３つの入力を行う際の単位移動量はすべてｄｍである。しかしながら、いずれかの入力を行う際の単位移動量を図１３に示す単位移動量ｄｎに変更してもよい。
図１３に示す駆動波形では、操作入力の位置の移動量が単位移動量ｄｎに達するたびに振動素子１４０が瞬間的にオンにされる。単位移動量ｄｎは、図７に示す単位移動量ｄｍよりも長い。トップパネル１２０は、Ｘ軸方向の寸法よりもＹ軸方向の寸法の方が長いため、例えば、Ｙ軸方向の操作入力を行う際に単位移動量ｄｎを用い、Ｘ軸方向の操作入力を行う際に単位移動量ｄｍを用いるようにしてもよい。
このように、入力する数値の種類に応じて、単位移動量の値を変更してもよい。この場合は、例えば、図８に示す暗証番号データの第１暗証番号の１桁目の数値、第１暗証番号の２桁目の数値、及び第２暗証番号の数値に、単位移動量を表すデータを関連付けておき、入力される数値に応じて駆動制御部２４０が単位移動量のデータを変更するようにすればよい。
また、数値入力ごとに、単位移動量をランダムに変更してもよい。そうすることで、入力動作を他人に見られた場合に、数値を推定されにくくできる。
また、第２暗証番号を入力することによって実行されるアプリケーションは、次のようにして設定すればよい。ここでは、図１４を用いて説明する。図１４は、第２暗証番号を表すデータと、第２暗証番号によって実行されるアプリケーションの種類を表すデータとを関連付けたデータを示す図である。
図１４では、第２暗証番号として３種類の数値'1', '2', '3'を示し、アプリケーションを表すデータとしてapp1, app2, app3を示す。データapp1, app2, app3は、例えば、それぞれ、電話のアプリケーション、メールのアプリケーション、カメラのアプリケーションであることとする。
第２暗証番号として数値'1', '2', '3'のいずれかを入力することにより、利用者は第１暗証番号を入力して電子機器１００のロックを解除するとともに、即座に所望のアプリケーションを立ち上げることができる。このようなアプリケーションの選択は、トップパネル１２０への操作入力の位置の移動量に応じて駆動制御部２４０が振動素子１４０を駆動することによる振動の回数を指先で感じながら行えばよい。
図１４に示すように第２暗証番号としての３種類の数値によって立ち上がるアプリケーションを予め設定しておけば、利用者が所望するアプリケーションを即座に立ち上げることができるため、電子機器１００の利便性を向上させることができる。
また、以下では、図１５乃至図１７を用いて、実施の形態の電子機器１００の他の動作例について説明する。
図１５乃至図１７は、実施の形態の電子機器１００の動作例を示す図である。図１５乃至図１７では、図２乃至図４と同様のＸＹＺ座標を定義する。
図１５に示すように、利用者は、電子機器１００をオンにする際に、ドラッグ操作によりトップパネル１２０に触れた指先で２回の凹凸を感じるまで指先をＹ軸正方向に移動することにより、第１暗証番号の１桁目の数値'2'を入力する。凹凸の感触は、所謂メタルドーム式のボタンを操作したときのようなクリック感として利用者に感知される。
そして、利用者は、トップパネル１２０に触れた指先を移動させる方向をＸ軸正方向に切り替え、１回の凹凸を感じるまで指先をＸ軸正方向に移動することにより、第１暗証番号の２桁目の数値'1'を入力する。
これにより、第１暗証番号の入力が完了するため、照合部２６０によって第１暗証番号の照合が行われ、ロック制御部２７０によって電子機器１００のロックが解除される。
利用者は、このように第１暗証番号の入力を完了した時点で指先をトップパネル１２０から離せば、電子機器１００のロックを解除することができ、電子機器１００を利用することができる。
なお、この場合は、第１暗証番号の入力を完了した時点で指先をトップパネル１２０から離しており、第２暗証番号を入力していないため、第２暗証番号によって特定されるアプリケーションが実行されることはない。
また、図１６に示すように、第１暗証番号の１桁目及び２桁目の数値を入力するために、Ｘ軸及びＹ軸に対して斜めの方向にドラッグ操作を行ってもよい。ここでは、第１暗証番号の１桁目の数値が'3'で、２桁目の数値が'2'である場合を示す。そして、第１暗証番号の１桁目の数値'を入力する方向は、図９に示す区間２に含まれる方向であり、２桁目の数値を入力する方向は、図９に示す区間４に含まれる方向である。このような場合には、第１暗証番号が２桁の数値'3', '3'、第１方向データが'2'、第２方向データが'4'という暗証番号データを利用者が設定しておけばよい。
また、図１６に示すように、第１暗証番号の１桁目と２桁目の数値を入力する方向が異なる場合には、１桁目の数値を入力する方向と、２桁目の数値を入力する方向とがなす角度を表すデータを、さらに暗証番号データに追加してもよい。
このような角度のデータは、１桁目の数値を入力してから、２桁目の数値を入力する際に、操作入力の位置の移動方向が切り替わるため、方向が切り替わるときの角度を図９に示す角度の区間で特定し、追加的な方向データとして暗証番号データに追加すればよい。
また、この場合は、暗証番号データ（図８参照）は、第１方向データ及び第２方向データを含まずに、第１暗証番号について、第１暗証番号の１桁目の数値を入力する方向と、２桁目の数値を入力する方向とがなす角度を表す角度データのみを含むようにしてもよい。このようにすれば、暗証番号データのデータ構造を簡略化することができる。
この場合は、第１暗証番号の１桁目の数値を入力する方向と、２桁目の数値を入力する方向とがなす角度が角度データが表す角度の範囲内にあればよく、第１暗証番号の１桁目の数値を入力する方向は、任意の方向でよいことになる。
また、図１７には、ドラッグ操作により１桁目の数値を入力する方向と、２桁目の数値を入力する方向とがなす角度が、図１６に示す角度とは異なる動作例を示す。
図１７では、第１暗証番号の１桁目の数値が'3'で、入力する方向は区間２に含まれる方向であり、２桁目の数値が'2'で、入力する方向は区間６に含まれる方向である。また、１桁目の数値を入力してから、２桁目の数値を入力する際に、操作入力の位置の移動方向が切り替わるときの角度は区間５で特定すればよい。
以上、実施の形態の電子機器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。
このため、電子機器１００の利用者は、良好な触感を得ながら第１暗証番号及び第２暗証番号を容易に入力することができる。
電子機器１００は、スマートフォン端末機又はタブレット型コンピュータ等であり、セキュリティ確保のために、少しの時間でも操作入力を行わないだけでロック状態に設定される機能を有する。このため、ロックを解除する操作を頻繁に行う必要があり、操作の煩わしさがある。
この点において、本実施の形態では、利用者が自分で設定した第１暗証番号をドラッグ操作で入力でき、ドラッグ操作のための操作入力の位置の移動量をトップパネル１２０の固有振動の強弱の切り替え数で認識できるので、良好な触感を得ながら第１暗証番号を容易に入力することができる。また、これは、第１暗証番号に続いて第２暗証番号を入力する場合も同様である。
このように、利用者は、トップパネル１２０から指先に伝わる触感で入力量を認識できるため、ブラインドタッチで入力することも用意である。
従って、本実施の形態によれば、ロック状態を解除するための操作における煩わしさを軽減でき、利便性の高い電子機器１００を提供することができる。
また、テンキーに第１暗証番号を入力する場合に比べて、ドラッグ操作による第１暗証番号の入力は、他人に識別され難いため、電子機器１００のセキュリティレベルを向上させることができる。
また、第１暗証番号に続けて第２暗証番号を入力する場合は、利用者が予め設定したアプリケーションを即座に立ち上げることができるため、利便性の高い電子機器１００を提供することができる。
なお、以上では、ドラッグ操作による第１暗証番号の入力によって電子機器１００のロック状態を解除する形態について説明したが、このようなドラッグ操作によるロック状態の解除方法に加えて、ＧＵＩ操作部によるテンキーをディスプレイパネル１６０に表示し、テンキーに第１暗証番号を入力できるようにしてもよい。この場合は、ドラッグ操作によって第１暗証番号を入力する動作モードと、テンキーによって第１暗証番号を入力する動作モードとのいずれかを利用者が選択できるようにすればよい。
また、実施の形態の電子機器１００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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
なお、以上では、利用者が第１暗証番号を入力することにより、電子機器１００のロックを解除する形態について説明した。しかしながら、本実施の形態は、ロックを解除するために第１暗証番号を入力する形態に限られるものではない。電子機器１００は、例えば、単に所定のアプリケーション等を実行しているときに、暗証番号の入力を利用者に求めるときに、上述のような入力方法を提供するものであってもよい。
また、以上では、第１暗証番号が振動のオン／オフの切り替え回数と、操作入力の方向とによって構築される形態について説明したが、第１暗証番号は操作入力の方向を含まなくてもよい。すなわち、第１暗証番号は、操作入力の方向を問わずに、利用者がトップパネル１２０に任意の方向のドラッグ操作を行う際に、振動のオン／オフが切り替わった回数のみをもって利用者による第１暗証番号の入力としてもよい。
以上、本発明の例示的な実施の形態の電子機器、及び、電子機器における照合方法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。
１００ 電子機器
１１０ 筐体
１２０ トップパネル
１３０ 両面テープ
１４０ 振動素子
１５０ タッチパネル
１６０ 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

Claims (11)

  1. 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であって、前記操作面への操作入力の位置の移動量に応じて、前記固有振動の強弱が切り替わるように前記振動素子を駆動する駆動制御部と、
    前記固有振動の強弱の所定の切り替え回数に相当する第１暗証番号を表す第１データを格納する第１メモリと、
    前記操作面への操作入力が行われると、前記駆動制御部が前記固有振動の強弱を切り替える回数と、前記第１データが表す第１暗証番号とを照合する第１照合部と
    を含む電子機器。
  2. ディスプレイパネルをさらに含み、
    前記タッチパネルは、前記ディスプレイパネルの表示面側に配設される、請求項１記載の電子機器。
  3. 前記第１データは、第１暗証番号を入力する際の操作入力の移動方向を表す第１暗証番号方向データをさらに含み、
    前記第１照合部は、前記固有振動の強弱を切り替える回数と、前記第１データが表す第１暗証番号とを照合するとともに、利用者による操作入力の移動方向と、前記第１暗証番号方向データが表す操作入力の移動方向とを照合する、請求項１又は２記載の電子機器。
  4. 前記第１照合部によって照合が成立したと判定された場合に、当該電子機器のロックを解除するロック解除部をさらに含む、請求項１乃至３のいずれか一項記載の電子機器。
  5. 所定のアプリケーションの実行指令を表す第２暗証番号を表す第２データを格納する第２メモリと、
    前記ロック解除部によって前記電子機器のロックが解除された場合に、前記操作面への操作入力が行われると、前記駆動制御部が前記固有振動の強弱を切り替える回数と、前記第２データが表す第２暗証番号とを照合する第２照合部と、
    前記第２照合部が前記第２暗証番号の照合が成立したと判定した場合に、前記所定のアプリケーションを実行するアプリケーション実行部と
    をさらに含む、請求項４記載の電子機器。
  6. 前記第２データは、第２暗証番号を入力する際の操作入力の移動方向を表す第２暗証番号方向データをさらに含み、
    前記第２照合部は、前記固有振動の強弱を切り替える回数と、前記第２データが表す第２暗証番号とを照合するとともに、利用者による操作入力の移動方向と、前記第２暗証番号方向データが表す操作入力の移動方向とを照合する、請求項５記載の電子機器。
  7. 前記駆動信号は、一定の周波数と一定の位相で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ある、請求項１乃至６のいずれか一項記載の電子機器。
  8. 前記駆動制御部は、前記操作入力の位置の移動量が単位移動量に達すると、前記固有振動の強弱が切り替わるように前記振動素子を駆動する、請求項１乃至７のいずれか一項記載の電子機器。
  9. 前記操作面は平面視で長辺と短辺を有する矩形状であり、前記駆動制御部が前記振動素子を振動させることにより、前記操作面の前記長辺の方向に振幅が変化する定在波が生じる、請求項１乃至８のいずれか一項記載の電子機器。
  10. 前記駆動制御部は、前記振動素子を断続的に駆動することにより、前記固有振動の強弱が切り替わるように前記振動素子を駆動する、請求項１乃至９のいずれか一項記載の電子機器。
  11. 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であって、前記操作面への操作入力の位置の移動量に応じて、前記固有振動の強弱が切り替わるように前記振動素子を駆動する駆動制御部と、前記固有振動の強弱の所定の切り替え回数に相当する第１暗証番号を表す第１データを格納する第１メモリとを含む電子機器における照合方法であって、
    コンピュータが、
    前記操作面への操作入力が行われると、前記駆動制御部が前記固有振動の強弱を切り替える回数と、前記第１データが表す第１暗証番号とを照合する、電子機器における照合方法。
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