JP2008070983A - 入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザがタッチ入力操作を行ったとき、そのタッチ入力位置を所定のタッチ位置へ誘導する触覚をタッチ操作しているユーザに与える入力装置を提供する。
【解決手段】入力情報を入力するための入力装置は、操作面、接触位置検出部、制御部、および力生成部を備える。接触位置検出部は、操作面に対して接触した物体の接触位置を入力情報として検出する。制御部は、接触位置を誘導する誘導目標を操作面上に設定する。力生成部は、操作面に接触している物体に、接触位置から誘導目標へ向かう方向へ操作面に沿った力を与える。
【選択図】図８

Description

本発明は、入力装置に関し、より特定的には、ユーザが操作面に接触して指示する指示位置に応じて入力を行う入力装置に関する。

従来、タッチパネルやタッチパッド等、ユーザが指示する位置に接触して入力操作する入力装置がある。また、ユーザが接触する操作面近傍に圧電アクチュエータを設置した入力装置も開示されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１で開示された入力装置は、ユーザの接触位置を静電容量式センサ等で検出して、入力が行われる。そして、接触が検出されて信号の入力が受け付けられた場合、圧電アクチュエータに駆動信号を供給することで、接触部を振動させてユーザに振動を伝える。これによって、ユーザは、入力が受け付けられたことを触覚することができる。
特開２００５−３３９２９８号公報

ユーザが入力装置の操作面を視認できない状況にある場合、当該操作面においてユーザがタッチしたい位置を探し出せずに、意図しない位置をタッチすることがある。例えば、上記特許文献１で開示された入力装置を用いたとしても、当該入力装置は、操作面を振動させてユーザに振動を伝えるだけであり、入力が受け付けられたことをユーザが触覚することができるだけである。つまり、当該入力装置では、操作面からタッチしたい位置を探し出すことはユーザ自身の操作に任されており、ユーザが接触した位置を移動させるべき方向等を触覚から知ることができない。したがって、上記入力装置では、ユーザの操作性を向上させることはできない。

それ故に、本発明の目的は、ユーザがタッチ入力操作を行ったとき、そのタッチ入力位置を所定のタッチ位置へ誘導する触覚をタッチ操作しているユーザに与える入力装置を提供することである。

上記のような目的を達成するために、本発明は、以下に示すような特徴を有している。
第１の発明は、入力情報を入力するための入力装置である。入力装置は、操作面、接触位置検出部、制御部、および力生成部を備える。接触位置検出部は、操作面に対して接触した物体の接触位置を入力情報として検出する。制御部は、接触位置を誘導する誘導目標を操作面上に設定する。力生成部は、操作面に接触している物体に、接触位置から誘導目標へ向かう方向へ操作面に沿った力を与える。

第２の発明は、上記第１の発明において、制御部は、表示画面に表示された表示ボタンの表示位置に対応する操作面上の位置に誘導目標を設定する。

第３の発明は、上記第２の発明において、制御部は、表示画面に表示された複数の表示ボタンのうち、接触位置に対応するその表示画面上の指示位置に最も近い表示ボタンを選択し、その表示ボタンの表示位置に対応する操作面上の位置に誘導目標を設定する。

第４の発明は、上記第１の発明において、操作面は、弾性板状部材の表面に構成される。力生成部は、誘導目標から接触位置へ向かう方向に進行する進行波を弾性板状部材に励振させることによって、接触位置から誘導目標へ向かう方向へ操作面に沿った力を物体に
与える。

第５の発明は、上記第４の発明において、力生成部は、圧電素子および電圧供給部を含む。圧電素子は、弾性板状部材の裏面全体に貼設され、格子状に分極される。電圧供給部は、分極された圧電素子の各電極に対して、正負交互の高周波電圧を供給する。制御部は、電圧供給制御部を含む。電圧供給制御部は、誘導目標から接触位置へ向かう方向に進行波が進行するように、電圧供給部が供給する高周波電圧を制御する。

第６の発明は、上記第５の発明において、圧電素子は、複数の電極が含まれるユニットを複数有する。ユニットは、第１ユニット群および第２ユニット群とに区分される。第１ユニット群は、電圧供給部から高周波電圧供給されることによって第１の定在波を弾性板状部材に生じさせる。第２ユニット群は、第１ユニット群に対して第１の定在波の位相における９０°離れた位置に配設され、電圧供給部から高周波電圧供給されることによって第２の定在波を弾性板状部材に生じさせる。電圧供給部は、第１系統の高周波電圧を第１ユニット群に供給し、その第１系統の高周波電圧とは異なる位相を有する第２系統の高周波電圧を第２ユニット群に供給する。電圧供給制御部は、進行波を進行させる方向に応じて、電圧供給部が供給する第１系統の高周波電圧および第２系統の高周波電圧の位相を制御する。

第７の発明は、上記第６の発明において、ユニットは、第３ユニット群および第４ユニット群に、さらに区分される。第３ユニット群は、電圧供給部から高周波電圧供給されることによって第１の定在波が生じる方向と直交する方向に生じる第３の定在波を弾性板状部材に生じさせる。第４ユニット群は、第３ユニット群に対して第３の定在波の位相における９０°離れた位置に配設され、電圧供給部から高周波電圧供給されることによって第４の定在波を弾性板状部材に生じさせる。電圧供給部は、さらに、第１系統の高周波電圧を第３ユニット群に供給し、第２系統の高周波電圧を第４ユニット群に供給する。電圧供給制御部は、進行波を進行させる方向に応じて、第１ユニット群および第２ユニット群の組に高周波電圧を供給する時期と、第３ユニット群および第４ユニット群の組に高周波電圧を供給する時期とを時分割で制御する。

第８の発明は、上記第１の発明において、力生成部は、操作面上を接触しながら物体が移動するとき、その移動する方向に対して物体に推力を与える。

第９の発明は、上記第１の発明において、力生成部は、操作面上を接触しながら物体が移動するとき、その移動する方向に対して物体に反力を与える。

第１０の発明は、入力情報を入力するための入力装置である。入力装置は、弾性板状部材、接触位置検出部、圧電素子、および電圧供給部を備える。弾性板状部材は、その表面に操作面を構成する。接触位置検出部は、操作面に対して接触した物体の接触位置を入力情報として検出する。圧電素子は、弾性板状部材の裏面全体に貼設され、格子状に分極される。電圧供給部は、分極された圧電素子の各電極に対して正負交互の高周波電圧を供給して、進行波を弾性板状部材に励振させる。

上記第１の発明によれば、ユーザが操作面に対して接触する操作を行ったとき、その接触位置に応じてユーザの指等を誘導目標へ誘導する力が発生するため、当該誘導目標をタッチする等の操作に対して、ユーザの操作性を向上させることができる。

上記第２の発明によれば、表示画面に表示された表示ボタンを選択するような操作に対して、ユーザの操作性を向上させることができる。例えば、ユーザが操作面を視認できな
いために、選択肢に対応するタッチ位置を探し出せないことがあるが、当該入力装置ではユーザが操作面をタッチさえすれば、適切にユーザのタッチ操作を誘導することができる。

上記第３の発明によれば、表示画面に表示された複数の表示ボタンから選択するような操作に対して、ユーザの操作性を向上させることができる。例えば、複数の選択肢が表示されているとき、当該入力装置ではユーザが選択した選択肢が表示されている位置付近に対応する操作面をタッチさえすれば、ユーザが選択した選択肢を選択するタッチ操作を誘導することができる。さらに、操作面をユーザが指でタッチ操作している途中で指示位置に最も近い表示ボタンが変わる場合、ユーザの指にはタッチ操作に対する反力が加わった後にタッチ操作に対する推力が加わる。したがって、操作面に対するユーザの操作において、表示ボタンに応じた節度感が生まれ、ユーザは指の感触でタッチしているボタンが移り変わっていることがわかる。また、表示ボタン間の中立領域をタッチするような操作を避けることにも役立つ。

上記第４の発明によれば、進行波を弾性板状部材に励振させることによって、操作面と接触する物体に対して進行波が進行する方向とは逆の方向の力を与えることができる。

上記第５の発明によれば、弾性板状部材の裏面全体に貼設されて格子状に分極された圧電素子に対して、高周波電圧を印加することによって、弾性板状部材に対して電極ピッチに応じた定在波を励振することができ、進行波を生成するための定在波を容易に励振させることができる。

上記第６の発明によれば、第１の定在波と第２の定在波との合成波によって、進行波を生成することができる。また、第１系統の高周波電圧および第２系統の高周波電圧の位相を制御することによって、進行波が進行する方向を制御することができる。

上記第７の発明によれば、第３の定在波と第４の定在波との合成波によって、第１の定在波と第２の定在波との合成波による進行波と直交する進行波を生成することができる。これらの進行波を時分割で発生させることによって、操作面に対する縦横両方向への進行波を生成することができ、高周波電圧の位相を制御することによって、進行波が進行する上下左右方向を制御することができる。

上記第８および第９の発明によれば、入力装置の操作面に対して指でなぞるような操作をした場合、操作方向に対して推力や反力がユーザの指に与えられる。したがって、操作面に対するユーザの操作において、触覚の節度感を生じさせる、ユーザのタッチ位置を誘導する、ユーザが適切でない位置をタッチする等、様々な誘導を行うことができ、ユーザの操作性を向上させることができる。

上記第１０の発明によれば、ユーザが操作面に対して接触する操作を行ったとき、その接触位置に応じてユーザの指等を誘導する力を発生させて、ユーザの操作性を向上させることができる。

以下、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る入力装置について説明する。なお、説明を具体的にするために、ユーザが接触した位置を指示位置として入力を行う入力装置の一例を用いて、以下の説明を行う。なお、図１は、当該入力装置の概略構成を示すブロック図である。

図１において、上記入力装置は、制御部１、トラックパッド２、進行波生成部３を備え
ており、外部機器９に接続されている。外部機器９は、当該入力装置が操作対象とする機器である。

制御部１は、ＣＰＵ（セントラルプロセッシングユニット）１０と、記憶部１１と、駆動回路１２と、Ｉ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ；インプット／アウトプット）１３および１４とを備えている。ＣＰＵ１０には、記憶部１１および駆動回路１２が接続される。また、ＣＰＵ１０には、Ｉ／Ｏ１３を介してトラックパッド２が接続され、Ｉ／Ｏ１４を介して外部機器９が接続される。

記憶部１１は例えばハードディスクやメモリ等の内部記憶媒体で構成され、ＣＰＵ１０が記憶部１１に格納された各種プログラムを実行する。そして、ＣＰＵ１０は、トラックパッド２から得られたタッチ位置データに応じた操作指示を、Ｉ／Ｏ１４を介して外部機器９へ出力する。また、ＣＰＵ１０は、トラックパッド２から得られたタッチ位置データおよび外部機器９から取得した誘導目標位置データに基づいて、駆動回路１２を制御する。

トラックパッド２は、操作面を有しており、ユーザによってタッチされた当該操作面の位置に応じたタッチ位置データを、Ｉ／Ｏ１３を介してＣＰＵ１０へ出力する。なお、トラックパッド２は、タッチパッドと称されることもある。ここで、トラックパッド２の操作面には、互いに直交するＸおよびＹ軸が定義されており、例えば、上記タッチ位置データは、ＸＹ位置座標で示される。進行波生成部３は、駆動回路１２から供給される電圧（例えば、交流電圧）に応じて、トラックパッド２の操作面上に沿って上記Ｘ軸方向およびＹ軸方向へ進行する進行波を生成する。つまり、ＣＰＵ１０は、駆動回路１２を制御することによって、トラックパッド２の操作面上に沿って上記Ｘ軸方向およびＹ軸方向へ進行する進行波を生成することができる。

駆動回路１２は、後述により明らかとなるが、Ａ相の定在波を発生するユニット３０およびＢ相の定在波を発生するユニット３０に対して、時間的に＋９０°（＋π／２ラジアン）または−９０°（−π／２ラジアン）異なる２系統の高周波電圧（例えば、交流電圧）をそれぞれ印加する。例えば、駆動回路１２は、発振回路、移相回路、および増幅回路等を含んでいる。そして、制御部１からの指示に応じて発振回路が所定周波数の交流信号を出力し、当該交流信号を増幅回路で増幅された交流電圧がＡ相駆動用ユニット３０に加えられる。また、同時に、発振回路から出力された交流信号が移相回路に出力される。制御部１からの指示に応じて、移相回路が出力された交流信号の位相を＋９０°または−９０°ずらした後、増幅回路で増幅された交流電圧がＢ相駆動用ユニット３０に加えられる。

図２〜図７を用いて、トラックパッド２および進行波生成部３の構造と作動原理について説明する。なお、図２は、トラックパッド２の内部構造を示す断面図である。図３は、トラックパッド２に配設された圧電素子３０の構造を示す平面図である。図４は、複数のセル３１に対する交流電圧接続例を示す図である。図５は、横方向（Ｘ軸方向）駆動時において、Ａ相の定在波を発生するユニット３０およびＢ相の定在波を発生するユニット３０の配置例を示す平面図である。図６は、横方向駆動時において発生する定在波の一例を説明する図である。図７は、縦方向（Ｙ軸方向）駆動時において、Ａ相の定在波を発生するユニット３０およびＢ相の定在波を発生するユニット３０の配置例を示す平面図である。

図２において、トラックパッド２は、弾性体（ゴム、樹脂、金属等）の板状部材で構成され、その一方主面（操作面）上全面に複数の突起２１が形成される。弾性板状部材の内部には、上記主面に沿ってタッチセンサ２０が埋設される。また、トラックパッド２の他
方主面全面には、圧電素子３０が貼設される。なお、当該圧電素子３０が、進行波生成部３の一例に相当する。

タッチセンサ２０は、上記一方主面表面（突起２１）を触れると、そのタッチ位置に対応する座標データを出力する機能を有するデバイスである。タッチセンサ２０は、例えば抵抗膜方式や静電容量結合式等、所定の解像度（検出精度）を有する任意の方式のものを利用することができる。なお、タッチセンサ２０は、トラックパッド２の内部に埋設されてなくてもよく、例えば、光学式（赤外線方式）のセンサを用いて上記タッチ位置を検出してもかまわない。

図３において、トラックパッド２の他方主面全面には、圧電素子３０が貼設される。圧電素子３０を駆動させるために、圧電素子３０の表面に電極が格子状に正負交互に設けられた構造、すなわち市松模様に分極され、その表面が波状の振動をする。ここで、圧電素子３０の表面に分極された各電極をセル３１と呼称し、正負電極それぞれをセル３１ａおよび３１ｂとして区別する。

また、本実施例では、８×８個のセル３１を１グループとして並設し、当該グループをユニット３０と呼称する。つまり、ユニット３０は、正負電極をそれぞれ構成するセル３１ａおよび３１ｂが交互に８×８個並設されている。また、各ユニット３０は、トラックパッド２の他方主面全面に格子状に配設される。ここで、各ユニット３０の配設位置を具体的にするために、トラックパッド２の他方主面のＸ軸方向に並ぶユニット３０を「行」、Ｙ軸方向に並ぶユニット３０を「列」とする。そして、各ユニット３０がトラックパッド２の他方主面全面にｍ行×ｎ列の格子状に配設されているとする。

トラックパッド２の他方主面全面に配設された各ユニット３０間には、所定の隙間Ｇが形成される。隙間Ｇの幅は、セル３１全幅の半分の幅およびセル３１全幅の１．５倍の幅が交互に繰り返される。具体的には、１行目に並んだユニット３０と２行目に並んだユニット３０との間の隙間Ｇｒ１２は、セル３１全幅の半分の幅で形成される。２行目に並んだユニット３０と３行目に並んだユニット３０との間の隙間Ｇｒ２３は、セル３１全幅の１．５倍の幅で形成される。そして、３行目に並んだユニット３０と４行目に並んだユニット３０との間の隙間Ｇｒ３４は、セル３１全幅の半分の幅で形成され、以降の隙間Ｇがこのような幅で交互に形成される。また、１列目に並んだユニット３０と２列目に並んだユニット３０との間の隙間Ｇｓ１２は、セル３１全幅の半分の幅で形成される。２列目に並んだユニット３０と３列目に並んだユニット３０との間の隙間Ｇｓ２３は、セル３１全幅の１．５倍の幅で形成される。そして、３列目に並んだユニット３０と４列目に並んだユニット３０との間の隙間Ｇｓ３４は、セル３１全幅の半分の幅で形成され、以降の隙間Ｇがこのような幅で交互に形成される。

図４において、各ユニット３０には、駆動回路１２から出力された所定周波数の交流電圧が印加される。例えば、各ユニット３０のセル３１ａには上記交流電圧の一方極側がそれぞれ接続され、各ユニット３０のセル３１ｂには上記交流電圧の他方極側がそれぞれ接続される。つまり、各ユニット３０は、格子状の電極（セル３１）を市松模様に交流電圧が通電される。これによって、各ユニット３０は、その圧電効果によって伸縮してその表面が波状に振動する。

トラックパッド２の他方主面全面に貼設された圧電素子は、Ａ相の定在波を発生するユニット３０と、Ｂ相の定在波を発生するユニット３０との２つの相で構成されている。図５に示すように、横方向（Ｘ軸方向）駆動時では、トラックパッド２の他方主面全面の奇数列に配設されたユニット３０がＡ相の定在波を発生し、トラックパッド２の他方主面全面の偶数列に配設されたユニット３０がＢ相の定在波を発生する。この場合、Ａ相の定在
波を発生するユニット３０により発生する相とＢ相の定在波を発生するユニット３０により発生する相とが、互いに９０°ずらして配置されていることになる。なお、上述したように、駆動回路１２は、Ａ相の定在波を発生するユニット３０およびＢ相の定在波を発生するユニット３０に対して、それぞれ時間的に＋９０°または−９０°異なる２系統の交流電圧を印加する。

ここで、図６に示すＸ軸方向に並設された１行のセル３１（図示Ｘ１）に注目する。Ａ相の定在波を発生するユニット３０のみに上記交流電圧を印加した場合、Ｘ１行のセル３１には、定在波Ａが生じる。具体的には、定在波Ａの波形の山および谷の位置は、Ａ相の定在波を発生するユニット３０のセル３１ａおよびセル３１ｂの位置となり、定在波Ａの波形の節の位置は、Ｂ相の定在波を発生するユニット３０のセル３１ａおよびセル３１ｂの位置となる。なお、Ａ相の定在波を発生するユニット３０のみに上記交流電圧を印加した場合に生じる波は定在波であるため、上記山、谷、および節の位置は変化せず、それらの振幅のみが変化する。

一方、Ｂ相の定在波を発生するユニット３０のみに上記交流電圧を印加した場合、Ｘ１行のセル３１には、定在波Ｂが生じる。具体的には、定在波Ｂの波形の山および谷の位置は、Ｂ相の定在波を発生するユニット３０のセル３１ａおよびセル３１ｂの位置となり、定在波Ｂの波形の節の位置は、Ａ相の定在波を発生するユニット３０のセル３１ａおよびセル３１ｂの位置となる。なお、Ｂ相の定在波を発生するユニット３０のみに上記交流電圧を印加した場合に生じる波も定在波であるため、上記山、谷、および節の位置は変化せず、それらの振幅のみが変化する。また、定在波Ａと定在波Ｂとは、それぞれの山、谷、および節の位置が９０°異なっている。これは、上述したように、Ａ相の定在波を発生するユニット３０とＢ相の定在波を発生するユニット３０との間隔が、空間的に９０°離れているからである。

このようなＡ相の定在波を発生するユニット３０とＢ相の定在波を発生するユニット３０とに対して、それぞれ時間的に＋９０°または−９０°異なる交流電圧を同時に印加すると、定在波Ａおよび定在波Ｂの合成波が進行波となる。この進行波は、交流電圧の移相方向に応じてＸ軸正方向またはＸ軸負方向へ進み、トラックパッド２の一方主面表面にも生じる。なお、上述した説明では、Ｘ１行に並設されたセル３１を用いたが、他の行に並設されたセル３１についても、極性が異なっても同様の進行波が生じることは言うまでもない。つまり、トラックパッド２の一方主面表面全体に１方向の進行波が生じることになる。

また、縦方向（Ｙ軸方向）駆動時は、Ａ相の定在波を発生するユニット３０およびＢ相の定在波を発生するユニット３０が変更される。図７に示すように、縦方向駆動時では、トラックパッド２の他方主面全面の奇数行に配設されたユニット３０がＡ相の定在波を発生し、トラックパッド２の他方主面全面の偶数行に配設されたユニット３０がＢ相の定在波を発生する。この場合も、Ａ相の定在波を発生するユニット３０により発生する相とおよびＢ相の定在波を発生するユニット３０により発生する相とが、互いに９０°ずらして配置されていることになる。

なお、上述したように、駆動回路１２は、Ａ相の定在波を発生するユニット３０およびＢ相の定在波を発生するユニット３０に対して、それぞれ時間的に＋９０°または−９０°異なる２系統（以下、Ａ系統、Ｂ系統と記載することがある）の交流電圧を印加する。つまり、駆動回路１２がＡ系統およびＢ系統の交流電圧をそれぞれ印加する対象となるユニット３０は、縦方向駆動時と横方向駆動時とで異なることになる。例えば、縦方向のＡ相およびＢ相（図７参照）と、横方向のＡ相およびＢ相（図５参照）との切り替えを時分割で行う場合、駆動回路１２は、Ａ系統およびＢ系統の交流電圧をそれぞれ印加する対象
の切り替えも時分割で行うことになる。

一例として、駆動回路１２は、縦方向駆動用のＡ系統およびＢ系統の交流電圧を発生させる回路と、横方向駆動用のＡ系統およびＢ系統の交流電圧を発生させる回路とを、それぞれ別に構成する。この場合、駆動回路１２は、４系統の交流電圧を生じさせる機能を有することになる。そして、制御部１が駆動回路１２において交流電圧を出力する回路を適宜選択して制御する。

他の例として、駆動回路１２は、縦方向においてＡ相の定在波を発生するユニット３０および横方向においてＡ相の定在波を発生するユニット３０に対して、時分割でスイッチングし、それぞれ同じＡ系統の交流電圧を印加する。そして、駆動回路１２は、縦方向においてＢ相の定在波を発生するユニット３０および横方向においてＢ相の定在波を発生するユニット３０に対して、時分割でスイッチングし、それぞれ同じＢ系統の交流電圧を印加する。この場合、駆動回路１２は、２系統の交流電圧を生じさせる機能を有することになり、制御部１が上記スイッチングを適宜選択して制御する。

ここで、図６ではＸ軸方向に並設された１行のセル３１に注目した定在波を説明したが、縦方向駆動では、図６の縦横を入れ替えた態様で同様の定在波が生じることは明らかである。つまり、縦方向駆動では、Ｙ軸方向に並設された１列のセル３１に対して同様の定在波Ａおよび定在波Ｂが生じる。そして、縦方向駆動においても、Ａ相の定在波を発生するユニット３０とＢ相の定在波を発生するユニット３０とに対して、それぞれ時間的に＋９０°または−９０°異なる交流電圧を同時に印加するため、定在波Ａおよび定在波Ｂの合成波が進行波となる。この進行波は、交流電圧の移相方向に応じてＹ軸正方向またはＹ軸負方向へ進み、トラックパッド２の一方主面表面にも生じる。つまり、駆動回路１２から印加する交流電圧を制御することによって、トラックパッド２の一方主面表面全体に縦方向または横方向の進行波を生成することができる。

次に、図８〜図１０を用いて、トラックパッド２に生じる進行波がトラックパッド２をタッチしているユーザの指に与える力について説明する。なお、図８は、トラックパッド２に生じている進行波とトラックパッド２をタッチしているユーザの指との接触部位の一部を示す断面拡大図である。図９は、図８の状態から進行波が１／４周期だけ進んだ状態を示すトラックパッド２の断面拡大図である。図１０は、図８の状態から進行波が１／２周期だけ進んだ状態を示すトラックパッド２の断面拡大図である。

図８〜図１０において、トラックパッド２の下面には、交互に分極した圧電素子（セル３１ａおよび３１ｂ）が接合されており、当該圧電素子に交流電圧等の高周波電圧を印加する。これによって、上述したように圧電素子に伸縮運動が生じ、トラックパッド２の表面に所定方向へ進行する進行波が励振される。図８〜図１０は、トラックパッド２に対して進行波が紙面左から右へ進行する例を示している。

ここで、トラックパッド２の表面に形成された１つの突起２１に着目する。当該突起２１は、進行波振動の励振に応じて上下に振動するが、厳密には楕円軌跡Ｔに沿って振動する。より具体的には、突起２１は、進行波の進行方向（紙面左から右方向）に対して逆向き（反時計回り）の楕円運動を行う。この楕円運動によって、進行波の山の部位に形成された突起２１と接触するユーザの指には、突起２１に加圧力を加えることによって進行波の進行方向とは逆の摩擦力が生じる。このように、突起２１は、進行波振動によって励振された微小変位を拡大する機能も備えていることがわかる。また、上述したように、トラックパッド２の表面には、縦両方向および横両方向へ進行する進行波を励振することができるため、上記摩擦力は、トラックパッド２の表面に沿ったあらゆる方向へ生じさせることが可能である。

例えば、タッチ位置を固定しないニュートラルな状態でユーザがトラックパッド２の任意の位置を指でタッチ操作しているとき、トラックパッド２に進行波振動を励振させると上記摩擦力が生じる方向へユーザの指が誘導される。以下、この摩擦力が生じる方向を誘導方向と記載する。また、ユーザがトラックパッド２をタッチしながら所定の方向へなぞるような操作（以下、このタッチ操作をスライド操作と記載し、なぞる方向をスライド方向と記載する）をしようとしているときに、スライド方向とは逆の方向を誘導方向とした上記摩擦力を生じさせる。この場合、ユーザがトラックパッド２の操作面の表面から受ける力は、ユーザの指をスライド方向とは逆の方向に誘導していることになるが、ユーザのスライド操作を妨げる力、すなわち反力を操作面に生じさせていると考えることもできる。また、ユーザの指をスライド方向へ誘導する場合、ユーザのスライド操作を推進する力、すなわち推力を操作面に生じさせていると考えることもできる。つまり、本発明の入力装置は、トラックパッド２にタッチ操作するユーザの指をトラックパッド２の操作面に沿った所定方向へ誘導したり、スライド操作に対する反力や推力を発生させたりすることができる。

また、トラックパッド２の操作面に沿ってユーザの指に生じさせる誘導力、推力、反力等の大きさや誘導方向への速度は、駆動回路１２が圧電素子３０に印加する電圧・電流・周波数等を制御することによって、それぞれ調整することができる。

次に、図１１〜図１３を参照して、ユーザがトラックパッド２をタッチするタッチ位置を誘導する制御例を説明する。なお、図１１は、ユーザのタッチ位置ＴＰを誘導する制御する第１の例を示す図である。図１２は、ユーザのタッチ位置ＴＰを誘導する制御する第２の例を示す図である。図１３は、ユーザのタッチ位置ＴＰを誘導する制御する第３の例を示す図である。なお、図１１〜図１３に手を表すマークが記されているが、これは、タッチ操作をおこなうユーザの手を模式的に表したものである。

図１１において、ユーザがトラックパッド２をタッチしたタッチ位置ＴＰに応じて、外部機器９の表示画面上の指示位置ＴＰｄにカーソルＣが表示される。例えば、外部機器９は、入力装置から出力されたトラックパッド２のタッチ座標系の位置データ（タッチ位置ＴＰの座標データ）を上記表示画面に設定された表示座標系の位置データ（指示位置ＴＰｄの座標データ）に座標変換することによって、上記表示画面に表示するカーソルＣの位置を算出することができる。

また、外部機器９の表示画面には、１つの表示ボタン画像Ｂ１が表示されている。外部機器９は、ユーザが表示ボタン画像Ｂ１の表示領域内に対応するトラックパッド２の位置をタッチすることによって、当該表示ボタン画像Ｂ１に記述された選択肢をユーザが選択したと判定する。図１１に示した例では、「ＯＫ」と記述された表示ボタン画像Ｂ１が１つだけ表示されており、ユーザの選択肢は１つである。

このような場合、入力装置は、ユーザが表示ボタン画像Ｂ１の表示領域内に対応するトラックパッド２の位置をタッチするようにユーザのタッチ位置ＴＰを誘導する。例えば、ＣＰＵ１０は、表示ボタン画像Ｂ１の表示領域中央に対応するトラックパッド２の位置を誘導目標位置Ｍ１に設定し、現在のタッチ位置ＴＰから誘導目標位置Ｍ１に向かう方向ｄｉｒ１を誘導方向とした進行波をトラックパッド２に発生させる。これによって、ユーザの指がトラックパッド２に沿って誘導目標位置Ｍ１へ誘導される。そして、外部機器９は、ユーザのタッチ位置ＴＰに応じた指示位置ＴＰｄが表示ボタン画像Ｂ１の表示領域内まで移動したとき、表示ボタン画像Ｂ１に記述された選択肢をユーザが選択したと判定する。例えば、選択肢が１つしか表示されていないときでも、ユーザがトラックパッド２の操作面を視認できないために選択肢に対応するタッチ位置を探し出せないことがあるが、上
記入力装置ではユーザがトラックパッド２の操作面をタッチさえすれば、適切にユーザのタッチ操作を誘導することができる。

図１２に示すタッチ位置ＴＰを誘導する制御する第２の例においても、ユーザがトラックパッド２をタッチしたタッチ位置ＴＰに応じて、外部機器９の表示画面上の指示位置ＴＰｄにカーソルＣが表示される。また、外部機器９の表示画面には、２つの表示ボタン画像Ｂ２およびＢ３が表示されている。外部機器９は、ユーザが表示ボタン画像Ｂ２またはＢ３の表示領域内に対応するトラックパッド２の位置をタッチすることによって、当該表示ボタン画像Ｂ２またはＢ３に記述された選択肢をユーザが選択したと判定する。図１２に示した例では、「ＯＫ」とボタン上に記述された表示ボタン画像Ｂ２と「キャンセル」とボタン上に記述された表示ボタン画像Ｂ３とが表示されており、ユーザの選択肢は２つである。

このような場合、入力装置は、表示ボタン画像Ｂ２およびＢ３の表示領域のうち、現在の指示位置ＴＰｄに近い方の表示領域内に対応するトラックパッド２の位置をタッチするようにユーザのタッチ位置ＴＰを誘導する。例えば、ＣＰＵ１０は、表示ボタン画像Ｂ２およびＢ３の表示領域から、現在の指示位置ＴＰｄに近い方の表示領域の表示領域中央に対応するトラックパッド２の位置を誘導目標位置に設定する。図１２の例では、現在の指示位置ＴＰｄに表示ボタン画像Ｂ２の表示領域が近いため、表示ボタン画像Ｂ２の表示領域中央に対応するトラックパッド２の位置を誘導目標位置Ｍ２に設定している。そして、現在のタッチ位置ＴＰから誘導目標位置Ｍ２に向かう方向ｄｉｒ２を誘導方向とした進行波をトラックパッド２に発生させる。これによって、ユーザの指がトラックパッド２に沿って誘導目標位置Ｍ２へ誘導される。そして、外部機器９は、ユーザのタッチ位置ＴＰに応じた指示位置ＴＰｄが表示ボタン画像Ｂ２の表示領域内まで移動したとき、表示ボタン画像Ｂ２に記述された選択肢をユーザが選択したと判定する。例えば、２つの選択肢が表示されているとき、上記入力装置ではユーザが選択した選択肢が表示されている位置付近に対応するトラックパッド２の操作面をタッチさえすれば、ユーザが選択した選択肢を選択するタッチ操作を誘導することができる。

図１３に示すタッチ位置ＴＰを誘導する制御する第３の例においても、ユーザがトラックパッド２をタッチしたタッチ位置ＴＰに応じて、外部機器９の表示画面上の指示位置ＴＰｄにカーソルＣが表示される。また、外部機器９の表示画面には、５つの表示ボタン画像Ｂ４〜Ｂ８が表示されている。外部機器９は、ユーザが表示ボタン画像Ｂ４〜Ｂ８の何れか１つの表示領域内に対応するトラックパッド２の位置をタッチすることによって、当該表示ボタン画像Ｂ４〜Ｂ８に記述された選択肢をユーザが選択したと判定する。図１３に示した例では、「１」と記述された表示ボタン画像Ｂ４と「２」と記述された表示ボタン画像Ｂ５と「３」と記述された表示ボタン画像Ｂ６と「４」と記述された表示ボタン画像Ｂ７と「５」と記述された表示ボタン画像Ｂ８とが縦に並べて表示されており、ユーザの選択肢は５つである。

このような場合、入力装置は、表示ボタン画像Ｂ４〜Ｂ８の表示領域のうち、現在の指示位置ＴＰｄに最も近い表示領域内に対応するトラックパッド２の位置をタッチするようにユーザのタッチ位置ＴＰを誘導する。例えば、ＣＰＵ１０は、表示ボタン画像Ｂ４〜Ｂ８の表示領域の何れかから、現在の指示位置ＴＰｄに最も近い表示領域の表示領域中央に対応するトラックパッド２の位置を誘導目標位置に設定する。図１３の例では、現在の指示位置ＴＰｄに表示ボタン画像Ｂ５の表示領域が最も近いため、表示ボタン画像Ｂ５の表示領域中央に対応するトラックパッド２の位置を誘導目標位置Ｍ５に設定している。そして、現在のタッチ位置ＴＰから誘導目標位置Ｍ５に向かう方向ｄｉｒ３を誘導方向とした進行波をトラックパッド２に発生させる。これによって、ユーザの指がトラックパッド２に沿って誘導目標位置Ｍ５へ誘導される。そして、外部機器９は、ユーザのタッチ位置Ｔ
Ｐに応じた指示位置ＴＰｄが表示ボタン画像Ｂ５の表示領域内まで移動したとき、表示ボタン画像Ｂ５に記述された選択肢をユーザが選択したと判定する。例えば、３つ以上の選択肢が表示されているとき、上記入力装置ではユーザが選択した選択肢が表示されている位置付近に対応するトラックパッド２の操作面をタッチさえすれば、ユーザが選択した選択肢を選択するタッチ操作を誘導することができる。

ここで、ユーザが選択肢を「１」→「２」→「３」→「４」→「５」のように順次連続的に変更してスライド操作することがある。例えば、オーディオ機器の音量／音質や機器の設定モードを変化させる場合等は、ユーザが設定レベルや設定モードを連続的に変化させることが一般的である。

例えば、指示位置ＴＰｄが表示ボタン画像Ｂ５の表示領域内にあるとき、表示ボタン画像Ｂ５の表示領域中央に対応するトラックパッド２の位置を誘導目標位置Ｍ５に設定する。そして、指示位置ＴＰｄが表示ボタン画像Ｂ５の表示領域に最も近い状態にある限り、ユーザの指がトラックパッド２に沿って誘導目標位置Ｍ５へ誘導される。

次に、ユーザが選択肢を「２」から「３」に変更するスライド操作を行うとき、タッチ位置ＴＰに応じた指示位置ＴＰｄが表示ボタン画像Ｂ５の表示領域内から表示ボタン画像Ｂ６の表示領域へ向かって移動する。このとき、指示位置ＴＰｄが表示ボタン画像Ｂ６の表示画像より表示ボタン画像Ｂ５の表示領域に近い位置であれば、ユーザの指がトラックパッド２に沿って誘導目標位置Ｍ５へ誘導される。つまり、選択肢「２」から「３」に変更するスライド方向に対して反対方向に、ユーザの指がトラックパッド２に沿って誘導され、スライド操作の反力が生じることになる。

その後、ユーザが上記反力に逆らってスライド操作を続け、指示位置ＴＰｄが表示ボタン画像Ｂ５の表示画像より表示ボタン画像Ｂ６の表示領域に近い位置まで移動したとき、表示ボタン画像Ｂ６の表示領域中央に対応するトラックパッド２の位置を誘導目標位置Ｍ６に設定する。そして、ユーザの指がトラックパッド２に沿って誘導目標位置Ｍ６へ誘導される。つまり、選択肢「２」から「３」に変更するスライド方向と同じ方向に、ユーザの指がトラックパッド２に沿って誘導される。

このように、ユーザが選択肢を「２」から「３」に変更するスライド操作を行うとき、ユーザの指にはスライド操作に対する反力が加わった後にスライド操作に対する推力が加わる。したがって、トラックパッド２の操作面に対するユーザのスライド操作において、表示ボタンに応じた節度感が生まれ、ユーザは指の感触でタッチしているボタンが移り変わっていることがわかる。また、表示ボタン間の中立領域をタッチするような操作を避けることにも役立つ。

また、表示ボタン画像Ｂ４〜Ｂ８が縦に並べて表示されているため、各表示ボタン画像Ｂ４〜Ｂ８に対して設定される誘導目標位置は、トラックパッド２の縦方向に並設される（図１３に示した誘導目標位置Ｍ４〜Ｍ８）。このような表示ボタン配置において、ユーザがトラックパッド２に対して横方向のスライド操作を行った場合、ユーザの指が何れかの誘導目標位置Ｍ４〜Ｍ８へ向かう方向へ誘導されるため、縦方向に並設された誘導目標位置Ｍ４〜Ｍ８の並設ライン上に導かれる。したがって、ユーザは、指の感覚で上記並設ライン上をスライド操作すれば選択肢を選択できることを直感することができる。これによって、選択肢を選択するためには不適なスライド方向へスライド操作するようなユーザのタッチ操作を適切な方向へ誘導することができ、ユーザの操作性を向上させることができる。

次に、図１４および図１５を参照して、入力装置の制御部１で実行される具体的な処理
動作について説明する。なお、図１４は、記憶部１１に記憶される各種データの一例を示す図である。図１５は、制御部１が処理を行う動作の一例を示すフローチャートである。例えば、図１４に示す各データは、ＣＰＵ１０がプログラムを実行したり、外部機器９から取得したりして、適宜記憶部１１に記憶される。また、図１５に示すフローチャートの各ステップは、ＣＰＵ１０が上記プログラムを実行することによって行われる。なお、これらの処理を実行するためのプログラムは、例えば、記憶部１１に予め格納されており、入力装置の電源がオンになったときにＣＰＵ１０によって実行される。

図１４において、記憶部１１には、ＣＰＵ１０の処理において生成される一時的なデータ等が記憶される。記憶部１１には、タッチ位置データＤａ、誘導目標位置データＤｂ、進行波方向データＤｃ、表示ボタンデータＤｄ、およびカーソルデータＤｅ等が格納される。

タッチ位置データＤａは、ユーザがトラックパッド２の操作面をタッチ操作しているタッチ位置ＴＰを示し、タッチセンサ２０が出力する座標データに基づいて適宜更新されるデータである。誘導目標位置データＤｂは、ユーザがタッチする指をトラックパッド２に沿って誘導する誘導目標位置Ｍを示すデータである。進行波方向データＤｃは、ユーザがタッチする指をトラックパッド２に沿って誘導目標位置Ｍまで誘導するための進行波を、トラックパッド２の操作面に発生させる方向を示すデータである。

表示ボタンデータＤｄは、外部機器９の表示画面に表示される表示ボタンに関するデータであり、指示内容データＤｄａ、ボタン領域データＤｄｂ、ボタン中央位置データＤｄｃ、および表示ボタン画像データＤｄｄ等を、表示ボタン毎に含んでいる。指示内容データＤｄａは、ユーザが表示ボタンを選択することによって指示される選択肢の内容を示すデータである。ボタン領域データＤｄｂは、表示ボタンが表示される領域全体の位置を示す画面座標系のデータである。ボタン中央位置データＤｄｃは、表示ボタンが表示される領域の中央の位置を示す画面座標系のデータである。表示ボタン画像データＤｄｄは、表示ボタンを上記表示画面に表示するための画像データである。

カーソルデータＤｅは、外部機器９の表示画面に表示されるカーソルＣに関するデータであり、指示位置データＤｅａおよびカーソル画像データＤｅｂ等を含んでいる。指示位置データＤｅａは、タッチ位置データＤａで示されるタッチ位置ＴＰに対応する指示位置ＴＰｄを示すデータである。カーソル画像データＤｅｂは、カーソルＣを上記表示画面に表示するための画像データである。

まず、入力装置の電源（図示せず）がＯＮされると、記憶部１１に格納されたプログラムがＣＰＵ１０で実行される。そして、ＣＰＵ１０は、上記プログラムに基づいて、図１５に示す各ステップを実行する。

図１５において、ＣＰＵ１０は、初期設定処理を行って（ステップＳ５１）、処理を次のステップに進める。例えば、ＣＰＵ１０がステップＳ５１で行う初期設定として、ＣＰＵ１０は、記憶部１１に記憶されている各種データを初期化する。そして、ＣＰＵ１０は、表示ボタンデータＤｄを設定して、外部機器９の表示画面に各表示ボタンデータＤｄに対応する表示ボタン画像Ｂを表示する。例えば、ＣＰＵ１０は、ボタン領域データＤｄｂが示す表示座標系の位置に、それらの領域が配置されるように表示ボタン画像Ｂを仮想世界に配置し、当該仮想世界を表示画面に表示する。

次に、ＣＰＵ１０は、ユーザのタッチ操作に応じたタッチセンサ２０からのタッチ出力を検出し（ステップＳ５２）、タッチ出力を待つ（ステップＳ５３）。そして、タッチセンサ２０からのタッチ出力を検出したとき（ステップＳ５３でＹｅｓ）、ＣＰＵ１０は、
トラックパッド２の操作面をタッチしているタッチ位置ＴＰを示す座標データをタッチセンサ２０から取得し、当該座標データにタッチ位置データＤａを更新して、処理を次のステップに進める。

次に、ＣＰＵ１０は、タッチ位置ＴＰに応じた指示位置ＴＰｄを算出して（ステップＳ５４）、処理を次のステップに進める。具体的には、ＣＰＵ１０は、タッチ位置データＤａとして記憶されているタッチ座標系の位置データ（タッチ位置ＴＰの座標データ）を上記表示画面に設定された表示座標系の位置データに座標変換して、指示位置ＴＰｄの座標データを算出する。そして、ＣＰＵ１０は、算出した指示位置ＴＰｄの座標データに指示位置データＤｅａを更新する。

次に、指示位置ＴＰｄに応じて外部機器９の表示画面にカーソルＣを表示して（ステップＳ５５）、処理を次のステップに進める。例えば、ＣＰＵ１０は、指示位置ＴＰｄが示す表示座標系の位置にその先端部が配置されるようにカーソルＣを上記仮想世界に配置し、当該仮想世界を上記表示ボタン画像Ｂと共に表示画面に表示する（図１１〜図１３参照）。

次に、ＣＰＵ１０は、指示位置ＴＰｄに最も近い表示ボタン領域を抽出して誘導目標位置Ｍを設定して（ステップＳ５６）、処理を次のステップに進める。例えば、ＣＰＵ１０は、表示画面に表示されている表示ボタンそれぞれに設定されているボタン領域データＤｄｂを参照し、指示位置ＴＰｄの最も近くに表示されている表示ボタンを抽出する。そして、ＣＰＵ１０は、抽出された表示ボタンに対して設定されているボタン中央位置データＤｄｃが示す領域の中央の位置をタッチ座標系に座標変換し、当該座標変換した位置を誘導目標位置Ｍに設定して誘導目標位置データＤｂを更新する。

次に、ＣＰＵ１０は、トラックパッド２の操作面に、タッチ位置ＴＰから誘導目標位置Ｍに向かう方向（図１１〜図１３に示す方向ｄｉｒ１〜ｄｉｒ３を参照）を誘導方向とした進行波を励振させる（ステップＳ５７）。例えば、ＣＰＵ１０は、タッチ位置データＤａおよび誘導目標位置データＤｂを参照して、タッチ位置ＴＰから誘導目標位置Ｍに向かう誘導方向とは逆の方向（すなわち、誘導目標位置Ｍからタッチ位置ＴＰに向かう方向）を算出する。そして、ＣＰＵ１０は、算出した方向をトラックパッド２の操作面において進行波を進行させる進行方向に設定して進行波方向データＤｃを更新する。そして、ＣＰＵ１０は、トラックパッド２の操作面において、上記進行方向に進行する進行波が励振するように駆動回路１２を制御する。例えば、上述したように、ＣＰＵ１０は、駆動回路１２がＡ系統およびＢ系統の交流電圧をそれぞれ印加する対象ユニット３０（Ａ相およびＢ相）を、縦方向駆動時と横方向駆動時とで時分割で変更するように制御して、縦方向および横方向へ進行する進行波の発生を制御する。

次に、ＣＰＵ１０は、指示位置ＴＰｄが表示ボタンの表示領域内か否かを判断する（ステップＳ５８）。例えば、ＣＰＵ１０は、表示画面に表示されている表示ボタンに設定されているそれぞれのボタン領域データＤｄｂを参照して、指示位置ＴＰｄが何れかの表示ボタンの表示領域内か否かを判断する。そして、ＣＰＵ１０は、指示位置ＴＰｄが表示ボタンの何れの表示領域内でもない場合、上記ステップＳ５２に戻って処理を繰り返す。一方、ＣＰＵ１０は、指示位置ＴＰｄが表示ボタンの何れかの表示領域内である場合、処理を次のステップＳ５９に進める。

ステップＳ５９において、ＣＰＵ１０は、その表示領域内に指示位置ＴＰｄを含む表示ボタンが示す指示を入力指示として選択し、処理を次のステップに進める。例えば、ＣＰＵ１０は、指示位置ＴＰｄを含む表示ボタンに設定されている指示内容データＤｄａを参照し、当該指示内容データＤｄａが示す選択肢をユーザからの入力指示として、外部機器
９等に出力する。

次に、ＣＰＵ１０は、処理を終了するか否かを判断する（ステップＳ６０）。そして、ＣＰＵ１０は、処理を継続する場合に上記ステップＳ５２に戻って処理を繰り返し、処理を終了する場合に当該フローチャートによる処理を終了する。

このように、本実施形態に係る入力装置によれば、ユーザがタッチ操作するトラックパッドの操作面において、タッチ位置に応じてユーザの指を誘導する力を発生させることによって、ユーザの操作性を向上させることができる。また、入力装置の操作面に対して、スライド操作を前提とした場合、複数の表示ボタン位置に応じてスライド方向に対する推力や反力がユーザの指に与えられる。したがって、操作面に対するユーザのスライド操作において、表示ボタンに応じた節度感が生まれ、ユーザは指の感触でタッチしているボタンが移り変わっていることがわかり、表示ボタン間の中立領域をタッチするような操作を避けることができる。

なお、上述したトラックパッド２の形状や、それに設けられている圧電素子３０の形状、数、貼設位置、および分極数等は、単なる一例に過ぎず、他の形状、数、貼設位置、分極数であっても、本発明を実現できることは言うまでもない。例えば、圧電素子３０は、８×８個のセル３１を１ユニットとして構成しているが、２×２個以上のセル３１で１ユニットを構成すればよく、８×８個以上のセル３１を１ユニットとして構成してもかまわない。また、ユニット間の隙間Ｇの幅は、セル３１全幅の半分の幅およびセル３１全幅の１．５倍の幅を交互に繰り返して形成したが、Ａ相の定在波を発生するユニットおよびＢ相の定在波を発生するユニットにより発生する相が、縦方向および横方向共に９０°ずらして配置されれば、他の幅で隙間Ｇを形成してもかまわない。

また、記憶部１１に記憶されるプログラムは、光ディスクや不揮発性半導体メモリ等の外部記憶媒体を通じて入力装置に供給されたり、有線または無線の通信回線を通じて入力装置に供給されたりしてもよい。

また、上述した制御部１で実行される処理動作では、外部機器９の表示装置に対する表示制御や選択肢の決定動作もＣＰＵ１０が行う例を用いたが、入力情報を単に外部機器９へ出力する機能のみ有する入力装置でもかまわない。この場合、入力装置は、ユーザがトラックパッド２をタッチした座標データを外部機器９へ出力し、誘導目標位置を示すタッチ座標系の位置や誘導目標位置を算出するための情報（例えば、全ての表示ボタンに対応するタッチ座標系の位置、タッチ位置に最も近い表示ボタンに対応するタッチ座標系の位置等）を当該外部機器９から取得して、上述した処理動作を行うことになる。

また、上述した制御部１で実行される処理動作では、表示ボタンの中心の位置に対応するトラックパッド２の位置を誘導目標位置に設定したが、他の位置を誘導目標位置に設定してもかまわない。例えば、指示位置に最も近い表示ボタンの輪郭上の点や表示ボタン内部の他の点に対応するトラックパッド２の位置を、誘導目標位置に設定してもかまわない。

また、上述した制御部１で実行される処理動作では、指示位置に最も近い表示ボタンの中心の位置に対応するトラックパッド２の位置を誘導目標位置に設定したが、他の表示ボタンの中心の位置を誘導目標位置に設定してもかまわない。例えば、学習機能を入力装置や外部機器９に設けて、ユーザが通常選択する表示ボタンの中心の位置に対応するトラックパッド２の位置を、誘導目標位置に設定してもかまわない。また、ユーザに選択させたい選択肢を示す表示ボタンの中心の位置に対応するトラックパッド２の位置を、誘導目標位置に設定してもかまわない。

さらに、トラックパッド２の操作面中央等の所定位置に、誘導目標位置を固定して設定してもかまわない。この場合、ユーザは、タッチ操作する指が常にトラックパッド２の固定された所定位置（例えば、中央位置）へ誘導されることになり、接触感覚で常にトラックパッド２の所定位置を認識することができる。

また、トラックパッド２は、ユーザが操作面をタッチして入力操作を行う入力装置であれば、他の態様のデバイスでもかまわない。例えば、タブレットやタッチパネル等、他のポインティングデバイスであってもかまわない。

また、上述した制御部１で実行される処理動作は、ＣＰＵ１０がプログラムを実行することによって実現しているが、上述した処理動作を実現する回路を制御部１内に構成する等、他のデバイス構成で実現してもかまわない。例えば、上述した制御部１は、タッチ位置に応じた座標信号および誘導目標位置を示す座標信号を入力とし、駆動回路１２から交流電圧を圧電素子３０へ出力する回路を構成しても実現可能である。

本発明に係る入力装置は、ユーザがタッチ入力操作を行っているとき、そのタッチ入力位置を所定のタッチ位置へ誘導する触覚をタッチ操作しているユーザに与えることができ、ユーザのタッチ操作によって入力操作を行うトラックパッド（タッチパッド）、タブレット、タッチパネル等の用途に適用できる。

本発明の一実施形態に係る入力装置の概略構成を示すブロック図 図１のトラックパッド２の内部構造を示す断面図 図１のトラックパッド２に配設された圧電素子３０の構造を示す平面図 図３の複数のセル３１に対する交流電圧接続例を示す図 横方向駆動時において、Ａ相の定在波を発生するユニット３０およびＢ相の定在波を発生するユニット３０の配置例を示す平面図 横方向駆動時において発生する定在波の一例を説明する図 縦方向駆動時において、Ａ相の定在波を発生するユニット３０およびＢ相の定在波を発生するユニット３０の配置例を示す平面図 図１のトラックパッド２に生じている進行波とトラックパッド２をタッチしているユーザの指との接触部位の一部を示す断面拡大図 図８の状態から進行波が１／４周期だけ進んだ状態を示すトラックパッド２の断面拡大図 図８の状態から進行波が１／２周期だけ進んだ状態を示すトラックパッド２の断面拡大図である。 ユーザのタッチ位置ＴＰを誘導する制御する第１の例を示す図 ユーザのタッチ位置ＴＰを誘導する制御する第２の例を示す図 ユーザのタッチ位置ＴＰを誘導する制御する第３の例を示す図 図１の記憶部１１に記憶される各種データの一例を示す図 図１の制御部１が処理を行う動作の一例を示すフローチャート

符号の説明

１…制御部
１０…ＣＰＵ
１１…記憶部
１２…駆動回路
１３、１４…Ｉ／Ｏ
２…トラックパッド
２０…タッチセンサ
２１…突起
３…進行波生成部
３０…圧電素子（ユニット）
３１…セル
９…外部機器

Claims (10)

1. 入力情報を入力するための入力装置であって、
   操作面と、
   前記操作面に対して接触した物体の接触位置を前記入力情報として検出する接触位置検出部と、
   前記接触位置を誘導する誘導目標を前記操作面上に設定する制御部と、
   前記操作面に接触している物体に、前記接触位置から前記誘導目標へ向かう方向へ前記操作面に沿った力を与える力生成部とを備える、入力装置。
2. 前記制御部は、表示画面に表示された表示ボタンの表示位置に対応する前記操作面上の位置に前記誘導目標を設定する、請求項１に記載の入力装置。
3. 前記制御部は、前記表示画面に表示された複数の表示ボタンのうち、前記接触位置に対応する当該表示画面上の指示位置に最も近い表示ボタンを選択し、当該表示ボタンの表示位置に対応する前記操作面上の位置に前記誘導目標を設定する、請求項２に記載の入力装置。
4. 前記操作面は、弾性板状部材の表面に構成され、
   前記力生成部は、前記誘導目標から前記接触位置へ向かう方向に進行する進行波を前記弾性板状部材に励振させることによって、前記接触位置から前記誘導目標へ向かう方向へ前記操作面に沿った力を前記物体に与える、請求項１に記載の入力装置。
5. 前記力生成部は、
   前記弾性板状部材の裏面全体に貼設され、格子状に分極された圧電素子と、
   分極された前記圧電素子の各電極に対して、正負交互の高周波電圧を供給する電圧供給部とを含み、
   前記制御部は、前記誘導目標から前記接触位置へ向かう方向に前記進行波が進行するように、前記電圧供給部が供給する高周波電圧を制御する電圧供給制御部を含む、請求項４に記載の入力装置。
6. 前記圧電素子は、複数の前記電極が含まれるユニットを複数有し、
   前記ユニットは、
   前記電圧供給部から高周波電圧供給されることによって第１の定在波を前記弾性板状部材に生じさせる第１ユニット群と、
   前記第１ユニット群に対して前記第１の定在波の位相における９０°離れた位置に配設され、前記電圧供給部から高周波電圧供給されることによって第２の定在波を前記弾性板状部材に生じさせる第２ユニット群とに区分され、
   前記電圧供給部は、第１系統の高周波電圧を前記第１ユニット群に供給し、当該第１系統の高周波電圧とは異なる位相を有する第２系統の高周波電圧を前記第２ユニット群に供給し、
   前記電圧供給制御部は、前記進行波を進行させる方向に応じて、前記電圧供給部が供給する前記第１系統の高周波電圧および前記第２系統の高周波電圧の位相を制御する、請求項５に記載の入力装置。
7. 前記ユニットは、
   前記電圧供給部から高周波電圧供給されることによって前記第１の定在波が生じる方向と直交する方向に生じる第３の定在波を前記弾性板状部材に生じさせる第３ユニット群と、
   前記第３ユニット群に対して前記第３の定在波の位相における９０°離れた位置に配
   設され、前記電圧供給部から高周波電圧供給されることによって第４の定在波を前記弾性板状部材に生じさせる第４ユニット群とに、さらに区分され、
   前記電圧供給部は、さらに、前記第１系統の高周波電圧を前記第３ユニット群に供給し、前記第２系統の高周波電圧を前記第４ユニット群に供給し、
   前記電圧供給制御部は、前記進行波を進行させる方向に応じて、前記第１ユニット群および前記第２ユニット群の組に高周波電圧を供給する時期と、前記第３ユニット群および前記第４ユニット群の組に高周波電圧を供給する時期とを時分割で制御する、請求項６に記載の入力装置。
8. 前記力生成部は、前記操作面上を接触しながら前記物体が移動するとき、当該移動する方向に対して前記物体に推力を与える、請求項１に記載の入力装置。
9. 前記力生成部は、前記操作面上を接触しながら前記物体が移動するとき、当該移動する方向に対して前記物体に反力を与える、請求項１に記載の入力装置。
10. 入力情報を入力するための入力装置であって、
    その表面に操作面を構成する弾性板状部材と、
    前記操作面に対して接触した物体の接触位置を前記入力情報として検出する接触位置検出部と、
    前記弾性板状部材の裏面全体に貼設され、格子状に分極された圧電素子と、
    分極された前記圧電素子の各電極に対して正負交互の高周波電圧を供給して、進行波を前記弾性板状部材に励振させる電圧供給部とを備える、入力装置。

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