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JP2011048814A - Input device - Google Patents

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JP2011048814A
JP2011048814A JP2010106785A JP2010106785A JP2011048814A JP 2011048814 A JP2011048814 A JP 2011048814A JP 2010106785 A JP2010106785 A JP 2010106785A JP 2010106785 A JP2010106785 A JP 2010106785A JP 2011048814 A JP2011048814 A JP 2011048814A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tactile sensation
touch sensor
touch
vibration
piezoelectric element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010106785A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Megumi Kuwahara
恵 桑原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2010106785A priority Critical patent/JP2011048814A/en
Publication of JP2011048814A publication Critical patent/JP2011048814A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an input device which can present a uniform tactile feeling to a user regardless of the position of a touch input. <P>SOLUTION: The input device includes: a touch sensor 11 for detecting a touch input; a piezoelectric element 17 mounted on the touch sensor; and a control part 16 for detecting a depression load to the touch surface of the touch sensor 11 based on the output signal of the piezoelectric element 17, and for, when the detected depression load satisfies a reference to present a tactile feeling, controlling the driving of the piezoelectric element 17 according to the depression position so that a tactile feeling due to vibration with fixed amplitude which is independent of the depression position can be presented to a depression object by which the touch surface is depressed. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、タッチセンサを備える入力装置に関するものである。   The present invention relates to an input device including a touch sensor.

近年、携帯電話等の携帯端末、電卓、券売機等の情報機器、電子レンジ、テレビ、照明器具等の家電製品、産業用機器(FA機器)等には、ユーザによる入力操作を受け付ける操作部やスイッチ等の入力装置として、タッチパネルやタッチスイッチ等のタッチセンサを備える入力装置が広く使用されている。   In recent years, mobile terminals such as mobile phones, information devices such as calculators and ticket machines, household appliances such as microwave ovens, televisions, and lighting equipment, industrial equipment (FA equipment), etc. As an input device such as a switch, an input device including a touch sensor such as a touch panel or a touch switch is widely used.

このようなタッチセンサには、抵抗膜方式、静電容量方式、光学式等の種々の方式が知られている。しかしながら、いずれの方式のタッチセンサにおいても、指やスタイラスペンによるタッチ入力を受け付けるものであって、タッチセンサ自体は、タッチされても、押しボタンスイッチのようには物理的に変位しない。   As such a touch sensor, various systems such as a resistive film system, a capacitance system, and an optical system are known. However, any type of touch sensor accepts a touch input by a finger or a stylus pen, and the touch sensor itself is not physically displaced like a push button switch even when touched.

このように、タッチセンサがタッチされても、タッチセンサ自体が物理的に変位しないので、操作者は、タッチ入力が受け付けられても、入力に対するフィードバックを得ることができない。このため、操作者は、同じ位置を何度もタッチする等の繰り返し入力が生じ易く、操作者にストレスを与える場合がある。   As described above, even if the touch sensor is touched, the touch sensor itself is not physically displaced, so that the operator cannot obtain feedback for the input even if the touch input is accepted. For this reason, the operator is likely to repeatedly input such as touching the same position many times, and may stress the operator.

このような繰り返し入力を防止するものとして、例えば、タッチ入力を受け付けて、音を鳴らしたり、当該入力位置に対応して表示部に画像表示されている入力ボタン等の入力用オブジェクトの表示色を変更する等の表示態様を変更したりして、聴覚や視覚により入力操作を確認できるようにしたものが知られている。   In order to prevent such repeated input, for example, a touch input is received and a sound is produced, or a display color of an input object such as an input button displayed on the display unit corresponding to the input position is displayed. There are known ones in which the input operation can be confirmed by hearing or vision by changing the display mode such as changing.

しかし、聴覚に働きかけるフィードバック方法の場合は、騒音環境下での確認が困難になるとともに、使用機器がマナーモード等で消音状態にある場合は、対応できないことになる。また、視覚に働きかけるフィードバック方法の場合は、表示部に表示されている入力用オブジェクトのサイズが小さいと、特に指入力の場合は、指の下に入力用オブジェクトが隠れて表示態様の変化が確認できない場合がある。   However, in the case of a feedback method that works on hearing, it is difficult to confirm in a noisy environment, and if the device used is in a silent state such as manner mode, it cannot be handled. In the feedback method that works visually, if the size of the input object displayed on the display unit is small, especially in the case of finger input, the input object is hidden under the finger and the display mode changes. There are cases where it is not possible.

また、聴覚や視覚によらず、タッチセンサが入力を受け付けると、タッチセンサを振動させて、操作者の指先に触覚を発生させるようにしたフィードバック方法も提案されている(例えば、特許文献1,2参照)。   Also, a feedback method has been proposed in which when the touch sensor accepts an input regardless of hearing or sight, the touch sensor is vibrated to generate a tactile sensation at the fingertip of the operator (for example, Patent Document 1). 2).

また、より詳細な触覚を呈示する方法には、タッチセンサに対するユーザの指等の接触位置から摺動速度を算出し、該摺動速度に応じてユーザ毎に異なる振動時間を有する複数種類の振動を発生できるようにしたフィードバック方法が知られている(例えば、特許文献3参照)。   In addition, in a method for presenting a more detailed tactile sense, a sliding speed is calculated from a contact position of a user's finger or the like with respect to the touch sensor, and a plurality of types of vibrations having different vibration times for each user according to the sliding speed. There is known a feedback method that can generate the error (see, for example, Patent Document 3).

特開2003−288158号公報JP 2003-288158 A 特開2008−130055号公報JP 2008-130055 A 特許第4046095号明細書Japanese Patent No. 4046095

しかしながら、上記特許文献1,2に開示の技術は、単に、タッチセンサが入力を受け付けると、タッチセンサを振動させているに過ぎない。このため、特に、押しボタンスイッチ(プッシュ式ボタンスイッチ)のようなボタンスイッチがタッチセンサ上部に描画されている場合、タッチセンサの入力を受け付ける閾値が低い場合は、タッチセンサに指等が軽く触れた(タッチした)だけで触感が呈示される。これにより操作者がプッシュする前の意図しない動作(タッチ)に反応して誤操作を誘発したり、操作者にプッシュする前の意図しない動作(タッチ)による違和感を与えたりすることになる。ここで、タッチセンサのタッチによる入力を受け付ける閾値とは、タッチセンサが反応する閾値で、例えば抵抗膜方式においては、上部導電膜が下部導電膜に接触する押圧力の閾値であり、静電容量方式においては、接触による電気的信号の検出閾値である。   However, the techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2 merely vibrate the touch sensor when the touch sensor receives an input. For this reason, especially when a button switch such as a push button switch (push-type button switch) is drawn on the top of the touch sensor, when the threshold value for accepting input from the touch sensor is low, a finger or the like touches the touch sensor lightly. A tactile sensation is presented just by touching. As a result, an erroneous operation is induced in response to an unintended operation (touch) before the operator pushes, or a sense of incongruity due to an unintended operation (touch) before the operator pushes is given. Here, the threshold value for accepting an input by touch of the touch sensor is a threshold value at which the touch sensor reacts. For example, in the resistive film method, the threshold value is a threshold value of the pressing force with which the upper conductive film contacts the lower conductive film. In the method, it is a detection threshold value of an electrical signal due to contact.

このような不都合を解決するため、本出願人は、タッチセンサのタッチ面に対するタッチによる押圧荷重を検出し、その検出荷重が触感を呈示する所定の閾値に達した際に、タッチセンサのタッチ面を振動させて指等の押圧対象に触感を呈示するようにした入力装置を開発している。   In order to solve such an inconvenience, the present applicant detects a pressing load due to a touch on the touch surface of the touch sensor, and when the detected load reaches a predetermined threshold value that presents a tactile sensation, Is developing an input device that vibrates and presents a tactile sensation to a pressed object such as a finger.

この入力装置によれば、操作者がタッチ面をプッシュし、その押圧荷重が所定の閾値に達すると触感が呈示されるので、上述した意図しないタッチによる誤操作を誘発したり、違和感を与えたりするのを確実に防止して、操作者に対して入力が受け付けられたのを触感として認識させることができる。   According to this input device, when the operator pushes the touch surface and the pressing load reaches a predetermined threshold value, a tactile sensation is presented, so that an erroneous operation due to the unintended touch described above is induced or uncomfortable. It is possible to reliably prevent the operator from recognizing that the input is accepted by the operator as a tactile sensation.

また、上記特許文献3に開示の技術は、ユーザに触感を呈示する際に、タッチ面の位置によるタッチ面の振動量の変化を考慮していない。本発明者は、タッチ面の位置によるタッチ面の振動量の変化について鋭意検討を進めた結果、以下に説明する知見を見出した。図7は、タッチセンサのタッチ面における振動素子配置の一例を示す図であり、図8は、図7に示した振動素子配置における所定駆動電圧での振動量の分布を示す図である。図8に示されるとおり、図7に示す各振動素子を所定電圧(例えば1V)で振動させた場合、タッチ面上の押圧位置に応じてタッチ面の振動量は異なる値をとる。図8の例では、位置A、位置Bおよび位置Cの振動量(振幅)は、それぞれ、20μm、15μmおよび7μmとなっている。タッチ面上の位置により振動量が異なる原因としては、振動素子との距離に応じた振動の減衰や反射波の影響など様々な要因が考えられるが、このようなタッチ面の振動の振幅の違いは、ユーザが感じる触感に大きな影響を与える。   In addition, the technique disclosed in Patent Document 3 does not consider a change in the vibration amount of the touch surface due to the position of the touch surface when presenting the user with a tactile sensation. As a result of intensive studies on the change in the vibration amount of the touch surface depending on the position of the touch surface, the present inventor has found the knowledge described below. 7 is a diagram illustrating an example of the vibration element arrangement on the touch surface of the touch sensor, and FIG. 8 is a diagram illustrating a distribution of vibration amounts at a predetermined driving voltage in the vibration element arrangement illustrated in FIG. 7. As illustrated in FIG. 8, when the vibration elements illustrated in FIG. 7 are vibrated at a predetermined voltage (for example, 1 V), the amount of vibration on the touch surface varies depending on the pressed position on the touch surface. In the example of FIG. 8, the vibration amounts (amplitudes) at position A, position B, and position C are 20 μm, 15 μm, and 7 μm, respectively. There are various factors that can cause the vibration amount to vary depending on the position on the touch surface, such as the attenuation of vibration depending on the distance to the vibration element and the effect of reflected waves. Greatly affects the tactile sensation felt by the user.

特許文献3に開示の技術は、上述の通りタッチ面の位置によるタッチ面の振動量の変化を考慮しないため、ユーザからの同じ入力操作(例えば摺動速度が同じ動作)に対しては、ユーザがタッチ面のどの位置に入力しているかに係わらず、同じ駆動信号によって振動素子を駆動することになる。しかし、この場合、タッチ面の位置によりタッチ面の振動の振幅が異なるため、各位置において、ユーザは異なる触感を感じることになる。即ち、ユーザは同じ入力操作に対してタッチ面の位置毎に異なる触感を感じることになり、操作時の違和感が増大する。ユーザの操作感を向上させるためには、ユーザの入力の位置に係わらず、ユーザに同一の触感を呈示することが好ましい。   Since the technique disclosed in Patent Document 3 does not consider the change in the amount of vibration of the touch surface due to the position of the touch surface as described above, the same input operation (for example, the operation with the same sliding speed) from the user is not performed. Regardless of which position on the touch surface is input, the vibration element is driven by the same drive signal. However, in this case, since the amplitude of the vibration of the touch surface varies depending on the position of the touch surface, the user feels a different tactile sensation at each position. That is, the user feels a different tactile sensation for each position of the touch surface with respect to the same input operation, and the uncomfortable feeling during the operation increases. In order to improve the operational feeling of the user, it is preferable to present the same tactile sensation to the user regardless of the input position of the user.

本発明は、このような要望に応えるべくなされたもので、ユーザの入力の位置に係わらず、ユーザに対して同一の触感を呈示可能な入力装置を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made to meet such a demand, and an object of the present invention is to provide an input device capable of presenting the same tactile sensation to the user regardless of the position of the user's input.

上記目的を達成する第1の観点に係る入力装置の発明は、
タッチ入力を検出するタッチセンサと、
前記タッチセンサに装着された圧電素子と、
前記圧電素子の出力信号に基づいて前記タッチセンサのタッチ面に対する押圧荷重を検出し、該検出される押圧荷重が触感を呈示する基準を満たした際に、前記タッチ面を押圧している押圧対象に対して押圧位置に依存しない一定振幅の振動による触感を呈示するように、前記圧電素子の駆動を前記押圧位置に応じて制御する制御部と、
を備えることを特徴とするものである。
The invention of the input device according to the first aspect to achieve the above object is as follows:
A touch sensor for detecting touch input;
A piezoelectric element attached to the touch sensor;
A pressing target that presses the touch surface when the pressing load on the touch surface of the touch sensor is detected based on an output signal of the piezoelectric element and the detected pressing load satisfies a criterion for presenting a tactile sensation A control unit for controlling the driving of the piezoelectric element according to the pressing position so as to present a tactile sensation due to vibration of a constant amplitude independent of the pressing position;
It is characterized by providing.

第2の観点に係る発明は、第1の観点に係る入力装置において、
前記制御部は、前記圧電素子に印加する電圧を前記押圧位置に応じて調整することにより、前記圧電素子に前記一定振幅の振動による前記触感を呈示させる、
ことを特徴とするものである。
The invention according to a second aspect is the input device according to the first aspect,
The control unit adjusts a voltage applied to the piezoelectric element according to the pressed position, thereby causing the piezoelectric element to present the tactile sensation due to the vibration having the constant amplitude.
It is characterized by this.

第3の観点に係る発明は、第1又は第2の観点に係る入力装置において、
前記制御部は、前記圧電素子の振動の位相を前記押圧位置に応じて調整することにより、前記圧電素子に前記一定振幅の振動による前記触感を呈示させる、
ことを特徴とするものである。
The invention according to a third aspect is the input device according to the first or second aspect,
The control unit adjusts the phase of vibration of the piezoelectric element according to the pressed position, thereby causing the piezoelectric element to exhibit the tactile sensation due to the vibration of the constant amplitude.
It is characterized by this.

第4の観点に係る発明は、第1乃至第3の観点に係る入力装置において、
前記制御部は、前記一定振幅の振動による前記触感がクリック触感となるように、前記圧電素子の駆動を制御する、
ことを特徴とするものである。
The invention according to a fourth aspect is the input device according to the first to third aspects,
The control unit controls the driving of the piezoelectric element so that the tactile sensation due to the vibration of the constant amplitude becomes a click tactile sensation.
It is characterized by this.

本発明に係る入力装置によれば、ユーザの指等の押圧対象の押圧位置に応じて、ユーザに一定振幅の振動による触感を呈示するように制御するため、ユーザの入力の位置に係わらず、ユーザに対して同一の触感を呈示することが可能となる。   According to the input device of the present invention, in order to control the user to present a tactile sensation due to vibration of a certain amplitude according to the pressing position of the pressing target such as the user's finger, regardless of the position of the user's input, It is possible to present the same tactile sensation to the user.

本発明の第1実施の形態に係る入力装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the input device concerning a 1st embodiment of the present invention. 図1に示したタッチセンサを含む部分の実装構造の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the mounting structure of the part containing the touch sensor shown in FIG. 第1実施の形態に係る入力装置による触感呈示動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the tactile sense presentation operation | movement by the input device which concerns on 1st Embodiment. 本発明の第2実施の形態に係る入力装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the input device which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図4に示したタッチセンサを含む部分の実装構造の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the mounting structure of the part containing the touch sensor shown in FIG. 第2実施の形態に係る入力装置による触感呈示動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the tactile sense presentation operation | movement by the input device which concerns on 2nd Embodiment. タッチセンサのタッチ面における振動素子配置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of vibration element arrangement | positioning in the touch surface of a touch sensor. 図7に示した振動素子配置における所定駆動電圧での振動量の分布を示す図である。It is a figure which shows distribution of the vibration amount in the predetermined drive voltage in the vibration element arrangement | positioning shown in FIG. 図7に示す振動素子配置における各位置での駆動電圧と振動量との関係示す図である。It is a figure which shows the relationship between the drive voltage and vibration amount in each position in the vibration element arrangement | positioning shown in FIG.

以下、本発明に係る入力装置の実施の形態について、図を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of an input device according to the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1実施の形態)
図1は、本発明の第1実施の形態に係る入力装置の機能ブロック図である。この入力装置は、タッチセンサ11、荷重検出部12、触感呈示部13、表示部14、記憶部15、および、全体の動作を制御する制御部16を有する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a functional block diagram of an input device according to the first embodiment of the present invention. The input device includes a touch sensor 11, a load detection unit 12, a tactile sensation providing unit 13, a display unit 14, a storage unit 15, and a control unit 16 that controls the overall operation.

タッチセンサ11は、そのタッチ面に対する指などのタッチ対象によるタッチ入力を検出するもので、抵抗膜方式、静電容量方式、光学式等のタッチ位置(指等の押圧対象の押圧位置)の二次元の位置情報を出力する公知のもので構成して、表示部14上に配置する。荷重検出部12は、タッチセンサ11のタッチ面に対する指等の押圧対象の押圧荷重を検出するもので、例えば、歪みゲージセンサや圧電素子等の荷重に対してリニアに反応する素子を用いて構成する。触感呈示部13は、タッチセンサ11を振動させるもので、例えば、圧電素子を用いて構成する。   The touch sensor 11 detects a touch input by a touch target such as a finger on the touch surface. The touch sensor 11 has two touch positions (pressed position of a press target such as a finger) such as a resistive film type, a capacitance type, and an optical type. It is composed of a known device that outputs dimension position information, and is arranged on the display unit 14. The load detection unit 12 detects a pressing load of a pressing target such as a finger on the touch surface of the touch sensor 11, and includes, for example, an element that linearly reacts to a load such as a strain gauge sensor or a piezoelectric element. To do. The tactile sensation providing unit 13 vibrates the touch sensor 11 and is configured using, for example, a piezoelectric element.

表示部14は、押しボタンスイッチ(プッシュ式ボタンスイッチ)のような入力ボタン等の入力用オブジェクトを表示するもので、例えば、液晶表示パネルや有機EL表示パネル等を用いて構成する。この表示部14に表示された入力用オブジェクトに対するタッチ入力は、タッチセンサ11から出力される位置情報に基づいて制御部16により検出される。記憶部15は、触感呈示部13の駆動信号情報、および押圧対象の押圧位置に応じて駆動信号を調整するための駆動調整情報等の各種情報を記憶するもので、例えば、揮発性又は不揮発性メモリ等を用いて構成する。制御部16は、例えばCPU等からなり、タッチセンサ11からの押圧対象の押圧位置情報、荷重検出部12からの押圧荷重情報、並びに、記憶部15が記憶する駆動信号情報および駆動調整情報に基づいて、触感呈示部13の駆動を制御する。   The display unit 14 displays an input object such as an input button such as a push button switch (push button switch), and is configured using, for example, a liquid crystal display panel or an organic EL display panel. Touch input to the input object displayed on the display unit 14 is detected by the control unit 16 based on position information output from the touch sensor 11. The storage unit 15 stores various information such as drive signal information of the tactile sensation providing unit 13 and drive adjustment information for adjusting the drive signal in accordance with the pressed position of the pressing target. For example, the storage unit 15 is volatile or nonvolatile. It is configured using a memory or the like. The control unit 16 includes, for example, a CPU or the like, and is based on the pressing position information of the pressing target from the touch sensor 11, the pressing load information from the load detection unit 12, and the driving signal information and driving adjustment information stored in the storage unit 15. Then, the driving of the tactile sensation providing unit 13 is controlled.

記憶部15が記憶する触感呈示部13の駆動信号情報は、ユーザに呈示する触感毎に、タッチ面を振動させる周波数および振動周期の数など種々の情報を含むものである。制御部16は、記憶部15の駆動信号情報に基づき、触感呈示部13の駆動を制御して、例えば、指等の押圧対象に対して、「ブル」と感じる触感や、「ブブ」と感じる触感や、「カツ」と感じる触感など、様々な触感を呈示することができる。ここで、触感呈示部13が圧電素子を用いて構成されている場合、制御部16は、「ブル」や「ブブ」と感じられる軟質的な触感を呈示する場合、200Hz〜500Hz程度の三角波信号や正弦波信号を2〜3周期分を駆動信号として圧電素子に印加する。また、「カツ」と感じられる硬質な触感を呈示する場合は、制御部16は、200Hz〜500Hz程度の矩形波信号を2〜3周期分を駆動信号として圧電素子に印加する。   The drive signal information of the tactile sensation providing unit 13 stored in the storage unit 15 includes various information such as the frequency for vibrating the touch surface and the number of vibration cycles for each tactile sensation presented to the user. The control unit 16 controls the driving of the tactile sensation providing unit 13 based on the drive signal information in the storage unit 15, and for example, feels “bull” or “buzz” with respect to a pressing target such as a finger. Various tactile sensations such as a tactile sensation and a tactile sensation that feels “cut” can be presented. Here, when the tactile sensation providing unit 13 is configured using a piezoelectric element, the control unit 16 provides a triangular wave signal of about 200 Hz to 500 Hz when presenting a soft tactile sensation that feels “bull” or “buzz”. A sine wave signal is applied to the piezoelectric element as a drive signal for two to three periods. In addition, when presenting a hard tactile sensation that feels “cut”, the control unit 16 applies a rectangular wave signal of about 200 Hz to 500 Hz to the piezoelectric element as a drive signal for two to three periods.

また、制御部16は、触感呈示部13の駆動を制御して、ユーザの操作感をさらに高めるため、指等の押圧対象に対して、「カチ」と感じるクリック触感を呈示することができる。制御部16は、硬い押しボタンスイッチを押したような「カチ」と感じられるクリック触感を呈示する場合は、駆動信号として、100Hz〜200Hz程度の正弦波信号または矩形波信号を1周期分印加する。「カチ」と感じるクリック触感の場合、表示部14に表示されたソフトウェア的な入力用オブジェクトに対する入力でも、ユーザは、ハードウェア的なボタンスイッチを押したような触感を得ることができるため、ユーザが体感する操作感は向上することになる。   In addition, the control unit 16 can control the driving of the tactile sensation providing unit 13 to further increase the user's operational feeling, and thus can present a click tactile sensation that feels “click” to a pressed object such as a finger. When presenting a click sensation that feels like a “click” as if a hard push button switch was pressed, the control unit 16 applies a sine wave signal or a rectangular wave signal of about 100 Hz to 200 Hz as a drive signal for one cycle. . In the case of a click tactile sensation that feels “click”, the user can obtain the tactile sensation of pressing a hardware button switch even when inputting to the software input object displayed on the display unit 14. The feeling of operation experienced by will be improved.

記憶部15が記憶する押圧対象の押圧位置に応じて駆動信号を調整するための駆動調整情報は、触感呈示部13に印加する電圧を調整する電圧調整情報や、各振動素子間の振動の位相を調整する位相調整情報など、種々の情報を含むものである。   The drive adjustment information for adjusting the drive signal according to the pressing position of the pressing target stored in the storage unit 15 includes voltage adjustment information for adjusting the voltage applied to the tactile sensation providing unit 13 and the phase of vibration between the vibration elements. This includes various information such as phase adjustment information for adjusting.

図9は、図7に示す振動素子配置における各位置での駆動電圧と振動量との関係示す図である。図9の場合、位置A、位置B、および、位置Cにおいてある一定の振幅X(μm)の振動を発生させるためには、それぞれ、0.5V、1.0V、および、2.0Vの駆動電圧が必要となる。このように、タッチセンサ11のタッチ面上での位置と、所定振幅の振動を発生させるために必要な駆動電圧との関係を予め測定しておき、製品出荷時などに、テーブルやリストとして記憶部15に記憶することが考えられる。例えば、タッチセンサ11のタッチ面を縦m分割、横n分割のm´n個エリアに分割し、エリア毎に振幅と駆動電圧との関係を記憶部15に記憶させることができる。このような電圧調整情報により、制御部16は、所定振幅の振動を発生させるため、駆動信号の標準の駆動電圧(例えば1.0V)を、例えば2倍の駆動電圧(例えば2.0V)とした方が良いか、又は半分の駆動電圧(例えば0.5V)とした方が良いかなど、押圧対象(押圧物)の押圧位置に応じて駆動電圧を調整することができる。   FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the drive voltage and the vibration amount at each position in the vibration element arrangement shown in FIG. In the case of FIG. 9, in order to generate vibrations with a certain amplitude X (μm) at position A, position B, and position C, driving at 0.5 V, 1.0 V, and 2.0 V, respectively. A voltage is required. As described above, the relationship between the position on the touch surface of the touch sensor 11 and the driving voltage necessary for generating the vibration having the predetermined amplitude is measured in advance and stored as a table or a list at the time of product shipment. It is conceivable to store in the unit 15. For example, it is possible to divide the touch surface of the touch sensor 11 into m′n areas of vertical m division and horizontal n division, and store the relationship between the amplitude and the drive voltage in the storage unit 15 for each area. Based on such voltage adjustment information, the control unit 16 generates a vibration having a predetermined amplitude, so that the standard drive voltage (eg, 1.0 V) of the drive signal is changed to, for example, a double drive voltage (eg, 2.0 V). The driving voltage can be adjusted according to the pressing position of the pressing object (pressing object), such as whether it is better to set the driving voltage or half driving voltage (for example, 0.5 V).

また、例えば、図7に示す振動素子配置においては、各振動素子間の振動の合成によって、即ち、複数振動による合成波を形成することによって、各位置の振幅を制御することも可能である。例えば、位置A、位置B、および、位置Cにおいてある一定の振幅X(μm)の振動を持つ合成波を発生させるためには、それぞれ、図7に示す2つの振動素子間の振動の位相差をπ/4、0、および、3π/4とする必要があるものとする。この場合、タッチセンサ11のタッチ面上での位置と、所定振幅の振動を発生させるために必要な位相差との関係を予め測定しておき、製品出荷時などに、テーブルやリストとして記憶部15に記憶することが考えられる。例えば、タッチセンサ11のタッチ面を縦m分割、横n分割のm´n個エリアに分割し、エリア毎に振幅と位相差との関係を記憶部15に記憶させることができる。このような位相調整情報により、制御部16は、所定振幅の振動を発生させるため、各触感呈示部13に印加する駆動信号の標準の位相差(例えば0)を、例えばπ/4としたり、又は3π/4とするなど、押圧対象の押圧位置に応じて駆動信号の位相を調整することができる。   Further, for example, in the vibration element arrangement shown in FIG. 7, it is also possible to control the amplitude of each position by combining vibrations between the vibration elements, that is, by forming a composite wave by a plurality of vibrations. For example, in order to generate a synthetic wave having a certain amplitude X (μm) at position A, position B, and position C, the phase difference between the two vibration elements shown in FIG. Is required to be π / 4, 0, and 3π / 4. In this case, the relationship between the position of the touch sensor 11 on the touch surface and the phase difference necessary for generating the vibration with a predetermined amplitude is measured in advance, and stored as a table or list at the time of product shipment. 15 may be stored. For example, the touch surface of the touch sensor 11 can be divided into m′n areas of vertical m division and horizontal n division, and the relationship between the amplitude and the phase difference can be stored in the storage unit 15 for each area. Based on such phase adjustment information, the control unit 16 generates a vibration having a predetermined amplitude, so that the standard phase difference (for example, 0) of the drive signal applied to each tactile sensation providing unit 13 is set to, for example, π / 4, Alternatively, the phase of the drive signal can be adjusted according to the pressing position of the pressing target, such as 3π / 4.

なお、記憶部15が記憶する押圧対象の押圧位置に応じて駆動信号を調整するための駆動調整情報は、触感呈示部13に印加する電圧を調整する電圧調整情報や、各振動素子間の振動の位相を調整する位相調整情報のみに限定されるものではなく、駆動信号の周波数、周期および振幅や、駆動信号を印加する際の電流および印加時間など、駆動信号の調整に関する任意のパラメータを用いることができるものである。   The drive adjustment information for adjusting the drive signal according to the pressing position of the pressing target stored in the storage unit 15 includes voltage adjustment information for adjusting the voltage applied to the tactile sensation providing unit 13 and vibration between the vibration elements. It is not limited to only the phase adjustment information for adjusting the phase of the signal, and arbitrary parameters relating to the adjustment of the drive signal such as the frequency, period and amplitude of the drive signal, and the current and application time when the drive signal is applied are used. It is something that can be done.

図2は、図1に示したタッチセンサ11を含む部分の実装構造の一例を示すもので、図2(a)は要部断面図、図2(b)は要部平面図である。表示部14は、筐体21内に収納保持する。表示部14上には、弾性部材からなるインシュレータ22を介して、タッチセンサ11を保持する。なお、本実施の形態では、タッチセンサ11および表示部14を、平面視で縦長の矩形状として、タッチセンサ11を、図2(b)に仮想線で示す表示部14の表示領域Aから外れた4隅に配設したインシュレータ22を介して表示部14上に保持する。   2A and 2B show an example of a mounting structure of a part including the touch sensor 11 shown in FIG. 1, FIG. 2A is a main part sectional view, and FIG. 2B is a main part plan view. The display unit 14 is housed and held in the housing 21. The touch sensor 11 is held on the display unit 14 via an insulator 22 made of an elastic member. In the present embodiment, the touch sensor 11 and the display unit 14 are formed in a vertically long rectangular shape in plan view, and the touch sensor 11 is separated from the display area A of the display unit 14 indicated by a virtual line in FIG. It is held on the display unit 14 via insulators 22 arranged at the four corners.

また、筐体21には、表示部14の表示領域から外れたタッチセンサ11の表面領域を覆うようにアッパカバー23を設け、このアッパカバー23とタッチセンサ11との間に、弾性部材からなるインシュレータ24を配設する。   The casing 21 is provided with an upper cover 23 so as to cover the surface area of the touch sensor 11 that is out of the display area of the display unit 14, and is formed of an elastic member between the upper cover 23 and the touch sensor 11. An insulator 24 is provided.

なお、図2に示すタッチセンサ11は、タッチ面11aを有する表面部材が、例えば透明フィルムやガラスで構成され、裏面部材がガラスやアクリルで構成されて、タッチ面11aが押圧されると、押圧部分が押圧力に応じて微少量撓む(歪む)、または構造体そのものが微少量撓む構造のものを用いる。   The touch sensor 11 shown in FIG. 2 is configured such that the front surface member having the touch surface 11a is made of, for example, a transparent film or glass, the back surface member is made of glass or acrylic, and the touch surface 11a is pressed. A part having a structure in which the portion bends (distorts) a little according to the pressing force or the structure itself bends a little is used.

タッチセンサ11の表面上には、アッパカバー23で覆われる各辺の近傍に、タッチセンサ11に加わる荷重(押圧力)を検出する歪みゲージセンサや圧電素子からなる荷重センサ31をそれぞれ接着等により設ける。また、タッチセンサ11の裏面上には、対向する2つの辺の近傍に、タッチセンサ11を振動させるための圧電素子32をそれぞれ接着等により設ける。すなわち、図2に示す入力装置は、図1に示した荷重検出部12を4つの荷重センサ31を用いて構成し、触感呈示部13を2つの圧電素子32を用いて構成している。そして、触感呈示部13によりタッチセンサ11を振動させることにより、タッチ面11aを振動させて、タッチ面11a上のタッチ対象に触感を呈示するようにしている。なお、図2(b)においては、図2(a)に示した筐体21、アッパカバー23およびインシュレータ24の図示を省略している。   On the surface of the touch sensor 11, a strain gauge sensor for detecting a load (pressing force) applied to the touch sensor 11 and a load sensor 31 made of a piezoelectric element are bonded to each side in the vicinity of each side covered with the upper cover 23. Provide. In addition, on the back surface of the touch sensor 11, piezoelectric elements 32 for vibrating the touch sensor 11 are provided in the vicinity of two opposing sides by bonding or the like. In other words, the input device shown in FIG. 2 includes the load detection unit 12 shown in FIG. 1 using four load sensors 31 and the tactile sensation providing unit 13 using two piezoelectric elements 32. Then, the touch sensor 11 is vibrated by the tactile sensation providing unit 13 to vibrate the touch surface 11a so as to present a tactile sensation to the touch target on the touch surface 11a. In FIG. 2B, the casing 21, the upper cover 23, and the insulator 24 shown in FIG. 2A are not shown.

本実施の形態に係る入力装置においては、タッチセンサ11は、タッチ面11aへのタッチ操作を検出する。そして、制御部16は、荷重検出部12により検出される押圧荷重が触感を呈示する荷重基準(例えば、1.0N)を満たすかどうか判定する。そして、押圧荷重が触感を呈示する荷重基準を満たすと判定した場合は、制御部16は、タッチ面11aを押圧している押圧対象に対して押圧位置に依存しない一定振幅の振動による触感を呈示するように、触感呈示部13の駆動を押圧位置に応じて制御する。   In the input device according to the present embodiment, the touch sensor 11 detects a touch operation on the touch surface 11a. And the control part 16 determines whether the press load detected by the load detection part 12 satisfy | fills the load reference | standard (for example, 1.0N) which shows a tactile sensation. And when it determines with a press load satisfy | filling the load reference | standard which presents a tactile sensation, the control part 16 presents the tactile sensation by the vibration of a fixed amplitude independent of a press position with respect to the press target which is pressing the touch surface 11a. Thus, the drive of the tactile sensation providing unit 13 is controlled according to the pressed position.

以下、本実施の形態に係る入力装置による通知情報の触感呈示動作について、図3に示すフローチャートを参照して説明する。   Hereinafter, the tactile sensation presenting operation of notification information by the input device according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

先ず、制御部16は、タッチセンサ11からの位置情報(押圧対象の押圧位置)の入力を検出して(ステップS101)、タッチ面11aに指等が接触したのを検出する(ステップS102)。次に、制御部16は、荷重検出部12から入力される押圧荷重が触感を呈示する荷重基準(1.0N)を満たすか否かを判定する(ステップS103)。その結果、押圧荷重が荷重基準を満たすと判定した場合(Yesの場合)、制御部16は、記憶部15を参照し、触感を呈示する駆動信号情報と、タッチセンサ11からの位置情報に応じた駆動調整情報を取得する(ステップS104)。制御部16は、駆動信号情報を駆動調整情報に基づき調整し、調整後の駆動信号により触感呈示部13を駆動して、ユーザへ、押圧対象に押圧位置に依存しない一定振幅の振動による触感を呈示する(ステップS105)。ステップS104で取得する駆動調整情報が駆動電圧の調整情報である場合、制御部16は、駆動信号の駆動電圧を調整して、ユーザに一定振幅の振動による触感を呈示するように触感呈示部13を駆動する。また、ステップS104で取得する駆動調整情報が位相の調整情報である場合、制御部16は、駆動信号の位相を調整して、ユーザに一定振幅の振動による触感を呈示するように触感呈示部13を駆動する。さらに、制御部16は、一定振幅の振動による触感がクリック触感となるように、触感呈示部13の駆動を制御することができる。   First, the control unit 16 detects an input of position information (pressed position to be pressed) from the touch sensor 11 (step S101), and detects that a finger or the like has touched the touch surface 11a (step S102). Next, the control unit 16 determines whether or not the pressing load input from the load detection unit 12 satisfies a load standard (1.0 N) that presents a tactile sensation (step S103). As a result, when it is determined that the pressing load satisfies the load standard (in the case of Yes), the control unit 16 refers to the storage unit 15 and responds to drive signal information that presents a tactile sensation and position information from the touch sensor 11. The drive adjustment information is acquired (step S104). The control unit 16 adjusts the drive signal information based on the drive adjustment information, drives the tactile sensation providing unit 13 with the adjusted drive signal, and gives the user a tactile sensation due to a constant amplitude vibration that does not depend on the pressed position. Present (step S105). When the drive adjustment information acquired in step S104 is drive voltage adjustment information, the control unit 16 adjusts the drive voltage of the drive signal and presents the tactile sensation providing unit 13 so as to present the user with a tactile sensation due to vibration with a constant amplitude. Drive. Further, when the drive adjustment information acquired in step S104 is phase adjustment information, the control unit 16 adjusts the phase of the drive signal and presents the tactile sensation providing unit 13 so as to present the user with a tactile sensation due to vibration with a constant amplitude. Drive. Furthermore, the control unit 16 can control the driving of the tactile sensation providing unit 13 so that the tactile sensation due to the vibration with a constant amplitude becomes a click tactile sensation.

本実施の形態に係る入力装置によれば、ユーザがタッチセンサ11のタッチ面11aを、触感を呈示する基準を満たす押圧荷重で押圧すると、制御部16は、触感呈示部13の駆動を押圧位置に応じて制御し、指等の押圧対象に押圧位置に依存しない一定振幅の振動による触感を呈示する。これにより、ユーザの入力の位置に係わらず、ユーザに対して均一の触感を呈示し、ユーザの操作感を向上させることができる。   According to the input device according to the present embodiment, when the user presses the touch surface 11a of the touch sensor 11 with a pressing load that satisfies the criterion for presenting the tactile sensation, the control unit 16 controls the driving of the tactile sensation presenting unit 13 to the pressed position. The tactile sensation due to the vibration with a constant amplitude independent of the pressed position is presented to the pressed object such as a finger. Thereby, irrespective of the position of the user's input, a uniform tactile sensation can be presented to the user, and the user's operational feeling can be improved.

また、制御部16は、触感呈示部13に印加する電圧を押圧対象の押圧位置に応じて調整することにより、指等の押圧対象に押圧位置に依存しない一定振幅の振動による触感を呈示する。即ち、電圧の調整によって、ユーザ入力の位置に係わらず、ユーザに対して均一の触感を呈示し、ユーザの操作感を向上させることができる。   In addition, the control unit 16 adjusts the voltage applied to the tactile sensation providing unit 13 according to the pressing position of the pressing target, thereby presenting the tactile sensation due to the vibration with a constant amplitude independent of the pressing position on the pressing target such as a finger. In other words, by adjusting the voltage, a uniform tactile sensation can be presented to the user regardless of the position of the user input, and the user's operational feeling can be improved.

また、制御部16は、触感呈示部13の振動の位相を押圧対象の押圧位置に応じて調整することにより、指等の押圧対象に押圧位置に依存しない一定振幅の振動による触感を呈示する。即ち、位相の調整によって、ユーザ入力の位置に係わらず、ユーザに対して均一の触感を呈示し、ユーザの操作感を向上させることができる。   In addition, the control unit 16 adjusts the phase of vibration of the tactile sensation providing unit 13 according to the pressing position of the pressing target, thereby presenting a tactile sensation due to vibration with a constant amplitude independent of the pressing position on the pressing target such as a finger. That is, by adjusting the phase, a uniform tactile sensation can be presented to the user regardless of the position of the user input, and the user's operational feeling can be improved.

また、制御部16は、一定振幅の触感がクリック触感となるように、触感呈示部13の駆動を制御する。これにより、表示部14に表示されたソフトウェア的な入力用オブジェクトに対する入力でも、ユーザは、ハードウェア的なボタンスイッチを押したような触感を得ることができるため、ユーザの操作感をさらに向上させることができる。   Further, the control unit 16 controls the driving of the tactile sensation providing unit 13 so that the tactile sensation with a certain amplitude becomes a click tactile sensation. As a result, even when an input to the software input object displayed on the display unit 14 is performed, the user can obtain a tactile sensation as if a hardware button switch was pressed. be able to.

(第2実施の形態)
図4は、本発明の第2実施の形態に係る入力装置の概略構成を示す機能ブロック図である。この入力装置は、図1に示す第1実施の形態に係る入力装置の荷重検出部12および触感呈示部13を圧電素子17によって置き換えたものである。タッチセンサ11、表示部14、記憶部15、および、制御部16については、それぞれ、第1実施の形態におけるものと同等の機能を有するものであり、詳細な説明は省略する。なお、第1実施の形態におけるタッチセンサ11、表示部14、記憶部15、および、制御部16に関する説明のうち、荷重検出部12、触感呈示部13に関する記載は、「荷重検出部12」及び「触感呈示部13」を「圧電素子17」と適宜読み替えるものとする。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the input device according to the second embodiment of the present invention. In this input device, the load detection unit 12 and the tactile sensation providing unit 13 of the input device according to the first embodiment shown in FIG. The touch sensor 11, the display unit 14, the storage unit 15, and the control unit 16 have functions equivalent to those in the first embodiment, and detailed description thereof is omitted. Of the descriptions related to the touch sensor 11, the display unit 14, the storage unit 15, and the control unit 16 in the first embodiment, the descriptions regarding the load detection unit 12 and the tactile sensation providing unit 13 are “load detection unit 12” and “Tactile sensation providing unit 13” is appropriately read as “piezoelectric element 17”.

圧電素子17は、タッチセンサ11に装着される。この圧電素子17は、制御部16の制御により、圧電正効果を利用して、タッチセンサ11のタッチ面11aに対する押圧荷重を検出するための荷重検出モードと、圧電逆効果を利用して、タッチセンサ11のタッチ面11aを振動させる触感呈示モードとのいずれかのモードで動作させる。そして、荷重検出モードでは、タッチセンサ11のタッチ面11aに対する押圧荷重に対応する出力信号を制御部16に供給する。また、触感呈示モードでは、制御部16から供給される駆動信号に応じてタッチセンサ11のタッチ面11aを振動させて、タッチ面を押圧している押圧対象に駆動信号に応じた所定の触感を呈示する。   The piezoelectric element 17 is attached to the touch sensor 11. The piezoelectric element 17 is touched using the load detection mode for detecting the pressing load on the touch surface 11a of the touch sensor 11 and the piezoelectric inverse effect under the control of the control unit 16 using the piezoelectric positive effect. The sensor 11 is operated in one of the tactile sensation presentation modes in which the touch surface 11a of the sensor 11 is vibrated. In the load detection mode, an output signal corresponding to the pressing load on the touch surface 11 a of the touch sensor 11 is supplied to the control unit 16. Further, in the tactile sensation presentation mode, the touch surface 11a of the touch sensor 11 is vibrated according to the drive signal supplied from the control unit 16, and a predetermined tactile sensation according to the drive signal is given to the pressing target pressing the touch surface. Present.

図5は、図4に示したタッチセンサ11、圧電素子17および表示部14の実装構造の概略構成例を示すもので、図5(a)は要部断面図、図5(b)は要部平面図である。タッチセンサ11には、その裏面上で、アッパカバー23で覆われる一辺または複数辺の近傍、ここでは3辺の近傍に、タッチセンサ11のタッチ面11aに対する押圧荷重を検出するとともに、タッチセンサ11を振動させて、タッチ面11aを押圧している押圧対象に触感を呈示するための圧電素子17をそれぞれ装着する。これら3個の圧電素子17の出力は、制御部16に並列に供給する。なお、図5(b)においては、図5(a)に示した筐体21、アッパカバー23およびインシュレータ24の図示を省略している。   FIG. 5 shows a schematic configuration example of the mounting structure of the touch sensor 11, the piezoelectric element 17, and the display unit 14 shown in FIG. 4. FIG. 5 (a) is a cross-sectional view of the main part, and FIG. FIG. The touch sensor 11 detects a pressing load on the touch surface 11a of the touch sensor 11 in the vicinity of one side or a plurality of sides covered with the upper cover 23, in this case, in the vicinity of the three sides, on the back surface. Are respectively attached to the piezoelectric elements 17 for presenting a tactile sensation to the pressing target pressing the touch surface 11a. The outputs of these three piezoelectric elements 17 are supplied to the control unit 16 in parallel. In FIG. 5B, the casing 21, the upper cover 23, and the insulator 24 shown in FIG. 5A are not shown.

本実施の形態に係る入力装置においては、タッチセンサ11は、タッチ面11aへのタッチ操作を検出する。そして、制御部16は、圧電素子17により検出される押圧荷重が触感を呈示する荷重基準(例えば、1.0N)を満たすかどうか判定する。そして、押圧荷重が触感を呈示する荷重基準を満たすと判定した場合は、制御部16は、タッチ面11aを押圧している押圧対象に対して押圧位置に依存しない一定振幅の振動による触感を呈示するように、圧電素子17の駆動を押圧位置に応じて制御する。   In the input device according to the present embodiment, the touch sensor 11 detects a touch operation on the touch surface 11a. And the control part 16 determines whether the press load detected by the piezoelectric element 17 satisfy | fills the load reference | standard (for example, 1.0N) which shows a tactile sensation. And when it determines with a press load satisfy | filling the load reference | standard which presents a tactile sensation, the control part 16 presents the tactile sensation by the vibration of a fixed amplitude independent of a press position with respect to the press target which is pressing the touch surface 11a. Thus, the drive of the piezoelectric element 17 is controlled according to the pressed position.

以下、本実施の形態に係る入力装置による通知情報の触感呈示動作について、図6に示すフローチャートを参照して説明する。   Hereinafter, a tactile sensation presenting operation of notification information by the input device according to the present embodiment will be described with reference to a flowchart shown in FIG.

先ず、制御部16は、3個の圧電素子17を荷重検出モードとして、それらの出力信号を監視する(ステップS201)。次いで、制御部16は、タッチセンサ11からの位置情報(押圧対象の押圧位置)の入力を検出して(ステップS202)、タッチ面11aに指等が接触したのを検出する(ステップS203)。次に、制御部16は、3個の圧電素子17の出力に基づいてタッチセンサ11への押圧荷重を演算し、その押圧荷重が触感を呈示する基準(1.0N)を満たすか否かを判定する(ステップS204)。その結果、押圧荷重が荷重基準を満たすと判定した場合(Yesの場合)、制御部16は、記憶部15を参照し、触感を呈示する駆動信号情報と、タッチセンサ11からの位置情報に応じた駆動調整情報を取得する(ステップS205)。また、制御部16は、3個の圧電素子17を荷重検出モードから、触感呈示モードに切り替える(ステップS206)。制御部16は、駆動信号情報を駆動調整情報に基づき調整し、調整後の駆動信号により圧電素子17を駆動して、ユーザに一定振幅の振動による触感を呈示する(ステップS207)。ステップS205で取得する駆動調整情報が駆動電圧の調整情報である場合、制御部16は、駆動信号の駆動電圧を調整して、ユーザに一定振幅の振動による触感を呈示するように圧電素子17を駆動する。また、ステップS205で取得する駆動調整情報が位相の調整情報である場合、制御部16は、駆動信号の位相を調整して、ユーザに一定振幅の振動による触感を呈示するように圧電素子17を駆動する。さらに、制御部16は、一定振幅の振動による触感がクリック触感となるように、圧電素子17の駆動を制御することができる。その後、制御部16は、3個の圧電素子17を荷重検出モードに復帰させて(ステップS208)、タッチセンサ11に対する押圧荷重を演算する。   First, the control unit 16 monitors the output signals of the three piezoelectric elements 17 in the load detection mode (step S201). Next, the control unit 16 detects input of position information (pressed position to be pressed) from the touch sensor 11 (step S202), and detects that a finger or the like has touched the touch surface 11a (step S203). Next, the control unit 16 calculates a pressing load to the touch sensor 11 based on the outputs of the three piezoelectric elements 17 and determines whether or not the pressing load satisfies a reference (1.0 N) for presenting a tactile sensation. Determination is made (step S204). As a result, when it is determined that the pressing load satisfies the load standard (in the case of Yes), the control unit 16 refers to the storage unit 15 and responds to drive signal information that presents a tactile sensation and position information from the touch sensor 11. The drive adjustment information is acquired (step S205). In addition, the control unit 16 switches the three piezoelectric elements 17 from the load detection mode to the tactile sensation presentation mode (step S206). The control unit 16 adjusts the drive signal information based on the drive adjustment information, drives the piezoelectric element 17 with the adjusted drive signal, and presents the user with a tactile sensation due to vibration with a constant amplitude (step S207). When the drive adjustment information acquired in step S205 is drive voltage adjustment information, the control unit 16 adjusts the drive voltage of the drive signal, and causes the piezoelectric element 17 to present the tactile sensation due to vibration with a constant amplitude to the user. To drive. Further, when the drive adjustment information acquired in step S205 is phase adjustment information, the control unit 16 adjusts the phase of the drive signal to change the piezoelectric element 17 so as to present the user with a tactile sensation due to vibration with a constant amplitude. To drive. Further, the control unit 16 can control the driving of the piezoelectric element 17 so that the tactile sensation due to the vibration with a constant amplitude becomes a click tactile sensation. Thereafter, the control unit 16 returns the three piezoelectric elements 17 to the load detection mode (step S208), and calculates the pressing load on the touch sensor 11.

本実施の形態に係る入力装置によれば、圧電素子17を、タッチセンサ11のタッチ面11aに対する押圧荷重を検出する荷重センサと、タッチ面11aを振動させるアクチュエータとして共用したので、部品点数を削減できてコストダウンが図れる。また、部品点数を削減できることから、部品の設置スペースを少なくできるので、装置を小型化することができる。   According to the input device according to the present embodiment, since the piezoelectric element 17 is shared as a load sensor that detects a pressing load on the touch surface 11a of the touch sensor 11 and an actuator that vibrates the touch surface 11a, the number of components is reduced. This can reduce costs. Moreover, since the number of parts can be reduced, the installation space for the parts can be reduced, and the apparatus can be miniaturized.

また、本実施の形態に係る入力装置によれば、ユーザがタッチセンサ11のタッチ面11aを、触感を呈示する基準を満たす押圧荷重で押圧すると、制御部16は、圧電素子17の駆動を押圧位置に応じて制御し、指等の押圧対象に押圧位置に依存しない一定振幅の振動による触感を呈示する。これにより、ユーザの入力の位置に係わらず、ユーザに対して均一の触感を呈示し、ユーザの操作感を向上させることができる。   Further, according to the input device according to the present embodiment, when the user presses the touch surface 11a of the touch sensor 11 with a pressing load that satisfies a criterion for presenting a tactile sensation, the control unit 16 presses the drive of the piezoelectric element 17. Control is performed according to the position, and a tactile sensation due to vibration with a constant amplitude independent of the pressed position is presented to the pressed object such as a finger. Thereby, irrespective of the position of the user's input, a uniform tactile sensation can be presented to the user, and the user's operational feeling can be improved.

また、制御部16は、圧電素子17に印加する電圧を押圧対象の押圧位置に応じて調整することにより、指等の押圧対象に押圧位置に依存しない一定振幅の振動による触感を呈示する。即ち、電圧の調整によって、ユーザ入力の位置に係わらず、ユーザに対して均一の触感を呈示し、ユーザの操作感を向上させることができる。   In addition, the control unit 16 adjusts the voltage applied to the piezoelectric element 17 according to the pressing position of the pressing target, thereby presenting a tactile sensation due to vibration with a constant amplitude independent of the pressing position to the pressing target such as a finger. In other words, by adjusting the voltage, a uniform tactile sensation can be presented to the user regardless of the position of the user input, and the user's operational feeling can be improved.

また、制御部16は、圧電素子17の振動の位相を押圧対象の押圧位置に応じて調整することにより、指等の押圧対象に押圧位置に依存しない一定振幅の振動による触感を呈示する。即ち、位相の調整によって、ユーザ入力の位置に係わらず、ユーザに対して均一の触感を呈示し、ユーザの操作感を向上させることができる。   Further, the control unit 16 adjusts the phase of the vibration of the piezoelectric element 17 according to the pressing position of the pressing target, thereby presenting the tactile sensation due to the vibration with a constant amplitude independent of the pressing position to the pressing target such as a finger. That is, by adjusting the phase, a uniform tactile sensation can be presented to the user regardless of the position of the user input, and the user's operational feeling can be improved.

また、制御部16は、一定振幅の触感がクリック触感となるように、圧電素子17の駆動を制御する。これにより、表示部14に表示されたソフトウェア的な入力用オブジェクトに対する入力でも、ユーザは、ハードウェア的なボタンスイッチを押したような触感を得ることができるため、ユーザの操作感をさらに向上させることができる。   Further, the control unit 16 controls the driving of the piezoelectric element 17 so that the tactile sensation with a certain amplitude becomes a click tactile sensation. As a result, even when an input to the software input object displayed on the display unit 14 is performed, the user can obtain a tactile sensation as if a hardware button switch was pressed. be able to.

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部などに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部を1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。   Although the present invention has been described based on the drawings and examples, it should be noted that those skilled in the art can easily make various modifications and corrections based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations and modifications are included in the scope of the present invention. For example, functions included in each component and the like can be rearranged so that there is no logical contradiction, and a plurality of components can be combined into one or divided.

例えば、荷重検出部12又は圧電素子17の出力に基づいて演算されるタッチセンサ11に加わる荷重が、触感を呈示する基準(例えば、1N)を満たすまでは圧覚を刺激するようにし、基準を満たすと、触感呈示部13又は圧電素子17を所定の駆動信号で駆動してタッチ面11aを振動させて触覚を刺激する。これにより、操作者に対してクリック触感を呈示して、当該入力操作が完了したことを認識させる。したがって、操作者は、押しボタンスイッチ(プッシュ式ボタンスイッチ)のようなボタンスイッチがタッチセンサ11上部に描画されていても、タッチセンサ11を、押しボタンスイッチを操作した場合と同様のリアルなクリック触感を得ながら、入力操作を行うことができるので、違和感を覚えることがない。また、タッチセンサ11を「押した」と言う意識との連動で入力操作を行うことができるので、単なる押圧による入力ミスも防止することができる。   For example, pressure is stimulated until the load applied to the touch sensor 11 calculated based on the output of the load detection unit 12 or the piezoelectric element 17 satisfies a standard (for example, 1N) for presenting a tactile sensation, and the standard is satisfied. Then, the tactile sensation providing unit 13 or the piezoelectric element 17 is driven with a predetermined drive signal to vibrate the touch surface 11a to stimulate the sense of touch. As a result, a tactile sensation is presented to the operator to recognize that the input operation has been completed. Therefore, even if a button switch such as a push button switch (push-type button switch) is drawn on the upper part of the touch sensor 11, the operator can click the touch sensor 11 in the same way as when the push button switch is operated. Since the input operation can be performed while obtaining a tactile sensation, there is no sense of incongruity. Further, since the input operation can be performed in conjunction with the consciousness of “pressing” the touch sensor 11, an input error due to simple pressing can be prevented.

なお、触感を呈示する押圧荷重の基準は、例えば、表現したい押しボタンスイッチの押下時の荷重特性に応じて適宜設定することができる。例えば、この基準は、タッチセンサ11がタッチ入力に反応する荷重と同じに設定(タッチセンサ11のタッチ入力の反応と触感を呈示するタイミングを同じに設定)してもよいし、タッチセンサ11がタッチ入力に反応する荷重よりも高い荷重に設定(タッチセンサ11のタッチ入力の反応よりも触感を呈示するタイミングを遅くする設定)してもよい。例えば、本実施の形態に係る入力装置を携帯端末に適用する場合においては、好ましくは、タッチセンサ11がタッチ入力に反応する荷重以上(タッチセンサ11のタッチ入力の反応よりも触感を呈示するタイミングを遅くする設定)とする。また、年配のユーザは重めに(より遅く)、若いユーザは軽めに(より早く)設定できるように、ユーザにおいて自由に設定できるようにしても良い。   In addition, the reference | standard of the press load which shows tactile sense can be suitably set according to the load characteristic at the time of pressing of the pushbutton switch to express, for example. For example, this reference may be set to the same load as the touch sensor 11 reacts to the touch input (the touch input reaction of the touch sensor 11 and the timing to present the tactile sensation are set the same), or the touch sensor 11 A load higher than the load that reacts to the touch input may be set (a setting that delays the timing of presenting the tactile sensation than the response of the touch input of the touch sensor 11). For example, in the case where the input device according to the present embodiment is applied to a mobile terminal, it is preferable that the touch sensor 11 be equal to or more than a load that reacts to a touch input (timing to present a tactile sensation rather than a touch input response of the touch sensor 11 Is set to slow down). In addition, the user may be able to set freely so that the elderly user can be set heavier (slower) and the younger user can be set lighter (faster).

また、例えば、触感呈示部13、荷重検出部12、および圧電素子17の数は、実施形態に記載の個数に限らず、任意の個数とすることができる。例えば、圧電素子17は、3個に限らず、任意の個数とすることができる。また、圧電素子17の構造も、タッチセンサ11の面積や、振動振幅等に応じて、モノモルフ、ユニモルフ、バイモルフ、積層型等の公知の構造とすることができる。   Further, for example, the number of tactile sensation providing units 13, load detecting units 12, and piezoelectric elements 17 is not limited to the number described in the embodiment, and may be an arbitrary number. For example, the number of piezoelectric elements 17 is not limited to three, but may be an arbitrary number. Also, the structure of the piezoelectric element 17 can be a known structure such as a monomorph, a unimorph, a bimorph, a laminated type, or the like according to the area of the touch sensor 11, the vibration amplitude, or the like.

また、本発明は、タッチセンサ11がオン・オフ動作を行うタッチスイッチとして機能する入力装置にも有効に適用することができる。さらに、本発明に係る入力装置は、タッチセンサ11に対する押圧の途中で、異なる基準(荷重)で順次に触感を呈示して、2段階スイッチ(押し込んだ後、さらに押し込む)などの多段階スイッチの触感を呈示することもできる。これにより、例えば、カメラのレリーズボタンに適用した場合は、フォーカスロック(1段押し)とレリーズ(2段押し)との触感を呈示することが可能となる。また、表示部14と組み合わせた場合は、押し込みの段数に応じてメニュー階層画面等の表示を種々変更することが可能となる。さらに、このように、多段階スイッチの触感を呈示する場合は、各段階でタッチ面を振動させる駆動信号を変更して、各段階において異なる触感を呈示することも可能である。   In addition, the present invention can also be effectively applied to an input device that functions as a touch switch in which the touch sensor 11 performs an on / off operation. Furthermore, the input device according to the present invention presents a tactile sensation sequentially with different standards (loads) in the middle of pressing against the touch sensor 11, and a multi-stage switch such as a two-stage switch (pressed and then pushed further). A tactile sensation can also be presented. Thereby, for example, when applied to a release button of a camera, it is possible to present a tactile sensation between focus lock (pressed one step) and release (pressed two steps). Further, when combined with the display unit 14, the display of the menu hierarchy screen and the like can be variously changed according to the number of push-in steps. Furthermore, when presenting the tactile sensation of the multi-stage switch as described above, it is possible to change the drive signal for vibrating the touch surface at each stage and present a different tactile sensation at each stage.

また、本発明に係る入力装置は、荷重検出部12又は圧電素子17の出力に基づいて検出される押圧荷重が触感を呈示する基準を満たした際に、触感呈示部13又は圧電素子17を駆動する。ここで、荷重検出部12又は圧電素子17の出力に基づいて検出される押圧荷重が触感を呈示する基準を満たした際とは、検出される押圧荷重が触感を呈示する基準値に達した際であってもよいし、検出される押圧荷重が触感を呈示する基準値を超えた際でもよいし、荷重検出部又は圧電素子の出力に基づいて触感を呈示する基準値が検出された際でもよい。   Further, the input device according to the present invention drives the tactile sensation providing unit 13 or the piezoelectric element 17 when the pressing load detected based on the output of the load detecting unit 12 or the piezoelectric element 17 satisfies the standard for presenting the tactile sensation. To do. Here, when the pressing load detected based on the output of the load detection unit 12 or the piezoelectric element 17 satisfies the standard for presenting the tactile sensation, the detected pressing load reaches the reference value for presenting the tactile sensation. It may be when the detected pressure load exceeds a reference value for presenting a tactile sensation, or when a reference value for presenting a tactile sensation is detected based on the output of the load detection unit or the piezoelectric element. Good.

11 タッチセンサ
11a タッチ面
12 荷重検出部
13 触感呈示部
14 表示部
15 記憶部
16 制御部
17 圧電素子
21 筐体
22 インシュレータ
23 アッパカバー
24 インシュレータ
31 荷重センサ
32 圧電素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Touch sensor 11a Touch surface 12 Load detection part 13 Tactile sense presentation part 14 Display part 15 Memory | storage part 16 Control part 17 Piezoelectric element 21 Case 22 Insulator 23 Upper cover 24 Insulator 31 Load sensor 32 Piezoelectric element

Claims (4)

タッチ入力を検出するタッチセンサと、
前記タッチセンサに装着された圧電素子と、
前記圧電素子の出力信号に基づいて前記タッチセンサのタッチ面に対する押圧荷重を検出し、該検出される押圧荷重が触感を呈示する基準を満たした際に、前記タッチ面を押圧している押圧対象に対して押圧位置に依存しない一定振幅の振動による触感を呈示するように、前記圧電素子の駆動を前記押圧位置に応じて制御する制御部と、
を備えることを特徴とする入力装置。
A touch sensor for detecting touch input;
A piezoelectric element attached to the touch sensor;
A pressing target that presses the touch surface when the pressing load on the touch surface of the touch sensor is detected based on an output signal of the piezoelectric element and the detected pressing load satisfies a criterion for presenting a tactile sensation A control unit for controlling the driving of the piezoelectric element according to the pressing position so as to present a tactile sensation due to vibration of a constant amplitude independent of the pressing position;
An input device comprising:
前記制御部は、前記圧電素子に印加する電圧を前記押圧位置に応じて調整することにより、前記圧電素子に前記一定振幅の振動による前記触感を呈示させる、請求項1に記載の入力装置。   The input device according to claim 1, wherein the control unit causes the piezoelectric element to present the tactile sensation due to the vibration having the constant amplitude by adjusting a voltage applied to the piezoelectric element according to the pressed position. 前記制御部は、前記圧電素子の振動の位相を前記押圧位置に応じて調整することにより、前記圧電素子に前記一定振幅の振動による前記触感を呈示させる、請求項1又は2に記載の入力装置。   The input device according to claim 1, wherein the control unit causes the piezoelectric element to present the tactile sensation due to the vibration of the constant amplitude by adjusting a phase of vibration of the piezoelectric element according to the pressed position. . 前記制御部は、前記一定振幅の振動による前記触感がクリック触感となるように、前記圧電素子の駆動を制御する請求項1乃至3のいずれか一項に記載の入力装置。
The input device according to claim 1, wherein the control unit controls driving of the piezoelectric element such that the tactile sensation due to the vibration having the constant amplitude becomes a click tactile sensation.
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